Question

12．一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示，圖中廢水有機(jī)物可用 C₆H₁₀O₅表示．下列有關(guān)該燃料電池的說(shuō)法的是（　　）

• A． a電極為該電池的正極
• B． 電極b的反應(yīng)式：2NO₃^--10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O
• C． 每處理1molC₈H₁₀O₅，b電極將產(chǎn)生3.2molN₂
• D． a電極離子交換膜允許Na⁺白中間空遷有機(jī)廢水處理室

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)極上有機(jī)物失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，有機(jī)物在厭氧菌作用下生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為C₈H₁₀O₅-32e^-+11H₂O═8CO₂↑+32H⁺，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)極上有機(jī)物失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，有機(jī)物在厭氧菌作用下生成二氧化碳，電極反應(yīng)式為C₈H₁₀O₅-32e^-+11H₂O═8CO₂↑+32H⁺，
A、a電極為該電池的負(fù)極，故A錯(cuò)誤；
B、則右邊裝置中電極b是正極，電極反應(yīng)式為2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，故B錯(cuò)誤；
C、每處理1molC₈H₁₀O₅，轉(zhuǎn)移32mol的電子，所以b電極將產(chǎn)生$\frac{32}{10}$=3.2molN₂，故C正確；
D、該原電池中，硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則右邊裝置中電極是正極，陽(yáng)離子移向該電極，這邊的交換膜是陽(yáng)離子交換膜，所以左邊離子交換膜為陰離子交換膜，右邊離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，不允許鈉離子通過(guò)，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)電源新型電池，題目難度中等，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)式的書寫，且原電池和電解池原理是高考高頻點(diǎn)，要熟練掌握．