Question

3．NO₂、O₂和熔融KNO₃可制作燃料电池，其原理如图所示．该电池在放电过程中石墨I电极上生成氧化物Y，Y可循环使用．下列说法正确的是（　　）

• A． 放电时，N0₃^-向石墨Ⅱ电极迁移
• B． 石墨Ⅱ附近发生的反应为：NO+O₂+e^-═NO₃^-
• C． 电池总反应式为：4NO₂+O₂═2N₂O₅
• D． 当外电路通过4mol e^-，负极上共产生2mol N₂O₅

Answer 1

分析 NO₂、O₂和熔融KNO₃可制作燃料电池，NO₂作燃料、O₂作氧化剂，所以石墨I为负极、石墨II为正极，石墨I电极上生成氧化物Y，因为负极上失电子，所以Y是五氧化二氮，则石墨I电极反应式为NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅，石墨II电极反应式为O₂+2N₂O₅+4e^-=4NO₃^-，电池反应式为：4NO₂+O₂═2N₂O₅，放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，结合转移电子和各物质之间的关系式计算．

解答 解：NO₂、O₂和熔融KNO₃可制作燃料电池，NO₂作燃料、O₂作氧化剂，所以石墨I为负极、石墨II为正极，石墨I电极上生成氧化物Y，因为负极上失电子，所以Y是五氧化二氮，则石墨I电极反应式为NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅，石墨II电极反应式为O₂+2N₂O₅+4e^-=4NO₃^-，电池反应式为：4NO₂+O₂═2N₂O₅，放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，
A．放电时，电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动，所以放电时，N0₃^-向石墨I电极迁移，故A错误；
B．石墨II是正极，电极反应式为O₂+2N₂O₅+4e^-=4NO₃^-，故B错误；
C．根据以上分析知，电池反应式为：4NO₂+O₂═2N₂O₅，故C正确；
D．根据NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅知，当外电路通过4mol e^-，负极上共产生4mol N₂O₅，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确原电池正负极上得失电子、元素化合价变化及离子移动方向等知识点是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意Y成分的正确判断，题目难度不大．