Question

2．我國(guó)科學(xué)家構(gòu)建了一種雙室微生物燃料電池，以苯酚（C₆H₆O）為燃料，同時(shí)消除酸性廢水中的硝酸鹽．下列說(shuō)法正確的是
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• A． a為正極
• B． 左池電極反應(yīng)式為C₆H₆O+11H₂O-28e^-=6CO₂↑+28H⁺
• C． 若右池產(chǎn)生0.672L氣體（標(biāo)況下），則轉(zhuǎn)移電子0.15mol
• D． 左池消耗的苯酚與右池消耗的NO${\;}_{3}^{-}$的物質(zhì)的量之比為28：5

Answer 1

分析 該原電池中，硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則右邊裝置中電極b是正極，電極反應(yīng)式為2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，左邊裝置電極a是負(fù)極，負(fù)極上C₆H₆O失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為C₆H₆O+11H₂O-28e^-=6CO₂↑+28H⁺，據(jù)此分析解答．

解答 解：該原電池中，硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則右邊裝置中電極b是正極，電極反應(yīng)式為2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，左邊裝置電極a是負(fù)極，負(fù)極上C₆H₆O失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為C₆H₆O+11H₂O-28e^-=6CO₂↑+28H⁺，
A．該原電池中，左邊裝置電極a是負(fù)極，故A錯(cuò)誤；
B．左邊裝置電極a是負(fù)極，負(fù)極上C₆H₆O失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為C₆H₆O+11H₂O-28e^-=6CO₂↑+28H⁺，故B正確；
C．右邊裝置中電極b是正極，電極反應(yīng)式為2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，產(chǎn)生0.672L氣體（標(biāo)況下），則轉(zhuǎn)移電子$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$×10=0.3mol，故C錯(cuò)誤；
D．放電時(shí)，右邊裝置中電極b是正極，電極反應(yīng)式為2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，左邊裝置電極a是負(fù)極，電極反應(yīng)式為C₆H₆O+11H₂O-28e^-=6CO₂↑+28H⁺，根據(jù)得失電子守恒，則消耗的苯酚與右池消耗的NO₃^-的物質(zhì)的量之比為5：28，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)電源新型電池，側(cè)重考查學(xué)生獲取信息、分析推斷能力，根據(jù)N元素化合價(jià)變化確定正負(fù)極，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，且原電池和電解池原理是高考高頻點(diǎn)，要熟練掌握．