Question

以H₂、O₂、熔融鹽Na₂CO₃組成的燃料電池來電解制備N₂O₅，裝置如圖所示，其中Y為CO₂．下列說法錯誤的是
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• A、石墨Ⅱ電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-
• B、在電解池中生成N₂O₅的電極反應(yīng)式為：N₂O₄+2NO₃^--2e^-═2N₂O₅
• C、放電時熔融鹽中CO₃^2-向石墨I(xiàn)電極方向移動
• D、每消耗11.2L氫氣，理論上可以制得108g N₂O₅

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：圖中左側(cè)裝置為燃料電池，通入H₂的一極為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂+H₂O，通入氧氣和CO₂的混合氣體一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，N₂O₅中氮元素的化合價是+5價，而硝酸中氮元素也是+5價．因此應(yīng)該在左側(cè)生成N₂O₅，即在陽極區(qū)域生成，據(jù)電極反應(yīng)離子放電順序可知：陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑的反應(yīng)，則陽極為N₂O₄+2NO₃^--2e^-═2N₂O₅，以此解答該題．

解答： 解：A．石墨Ⅱ電極通入氧氣，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-，故A正確；
B．在電解池中生成N₂O₅的電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為N₂O₄+2NO₃^--2e^-═2N₂O₅，故B正確；
C．放電時熔融鹽中CO₃^2-向負(fù)極移動，即向石墨I(xiàn)電極方向移動，故C正確；
D．每消耗11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氫氣，即0.5mol氫氣，根據(jù)H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂+H₂O，可知轉(zhuǎn)移1mol電子，由N₂O₄+2NO₃^--2e^-═2N₂O₅，可知生成1molN₂O₅，質(zhì)量為108g，但題中沒有告訴是否標(biāo)準(zhǔn)狀況下，則不能確定制得N₂O₅的質(zhì)量，故D錯誤．
故選D．

點評：本題考查原電池的工作原理，明確電極的判斷、電極反應(yīng)等即可解答，注意裝置能否形成原電池為解答的關(guān)鍵，注重基礎(chǔ)知識的考查，題目難度較大．