Question

8．電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染．電化學降解NO₃^-的原理如圖所示，下列說法不正確的是（　�。�

• A． 鉛蓄電池的A極為正極，電極材料為PbO₂
• B． 該電解池的總反應方程式為：2H₂O+4NO₃^- $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2N₂↑+5O₂↑+4OH^-
• C． 該電解池的陰極反應式為：2NO₃^-+12H⁺+10e^-═N₂↑+6H₂O
• D． 若電解過程中轉移2mol電子，則交換膜右側電解液的質(zhì)量減少5.6g

Answer 1

分析 A．該裝置中，硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應，則Ag-Pt電極為陰極、Pt電極為陽極，A應為正極；
B．硝酸根離子被還原生成氮氣，陽極生成氧氣；
C．陰極上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應；
D．轉移2mol電子時，陽極（陽極反應為H₂O失電子氧化為O₂和H⁺）消耗1mol水，產(chǎn)生2molH⁺進入陰極室，陽極室質(zhì)量減少18g；陰極室中放出0.2molN₂（5.6g），同時有2molH⁺（2g）進入陰極室．

解答 解：A．根據(jù)圖知，電解槽右邊部分N元素化合價由+5價變?yōu)?價，所以硝酸根離子發(fā)生還原反應，則Ag-Pt電極為陰極、Pt電極為陽極，所以A是正極，電極材料為PbO₂，故A正確；
B．硝酸根離子被還原生成氮氣，陽極生成氧氣，電解總方程式為2H₂O+4NO₃^- $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2N₂↑+5O₂↑+4OH^-，故B正確；
C．陰極上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應，氫離子通過質(zhì)子交換膜進入右側，電極反應式為2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O，故C正確；
D．轉移2mol電子時，陽極（陽極反應為H₂O失電子氧化為O₂和H⁺）消耗1mol水，產(chǎn)生2molH⁺進入陰極室，陰極的電極反應式為2NO₃^-+6H⁺+10e^-=N₂↑+6OH^-，轉移2mol電子，陰極室中放出0.2molN₂（5.6g），同時有2molH⁺（2g）進入陰極室，因此陰極室質(zhì)量減少3.6g，故D錯誤．
故選D．

點評 本題考查了電解原理，為高頻考點，根據(jù)N元素化合價變化確定陰陽極、正負極，難點是電極反應式的書寫，易錯選項是D，注意氫離子還進入陰極室，很多同學往往只考慮析出的氣體而導致錯誤，為易錯點．