题目内容

英国赫瑞瓦特大学陶善文博士研究出以尿素为动力的燃料电池新技术.用这种电池可直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水,又能发电.尿素燃料电池结构如图所示,关于该电池描述正确的是(  )
A、电池工作时H+移向负极
B、该装置还可以将电能转化成为化学能
C、理论上电池工作时,每消耗67.2L O2时,可以净化2mol CO(NH22
D、电池的负极反应式为:CO(NH22+H2O-6e-=CO2+N2+6H+
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:尿素燃料电池中尿素在负极上失去电子生成氮气、二氧化碳,为氧化反应,负极反应为CO(NH22+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+,正极通入氧气,电极方程式为O2+4H++4e-═2H2O,结合电极方程式解答该题.
解答: 解;A.原电池中阳离子向正极移动,则电池工作时H+移向正极,故A错误,故A错误;
B.该装置为原电池,原电池是把化学能转化为电能的装置,故B错误;
C.电池的总反应式为:2CO(NH22+3O2=2CO2+2N2+4H2O,消耗67.2L O2,如果是标准状况,则消耗的氧气的物质的量为3mol,则可以净化2mol CO(NH22,由于没说明是标准状况,所以氧气的物质的量不能求算,故C错误;
D.负极上是CO(NH22失电子生成二氧化碳和氮气,则负极反应式为:CO(NH22+H2O-6e-=CO2+N2+6H+,故D正确.
故选D.
点评:本题考查了原电池原理的应用,为高频考点,注意掌握电极方程式的书写是解决本题的关键,易错点为C,注意气体存在的外界条件,题目难度中等.
练习册系列答案
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(1)用于净化汽车尾气的反应为:
2NO(g)+2CO(g)
催化剂
2CO2(g)+N2(g)
已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059,但反应速率极慢.下列说法正确的是:
 

A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C.增大压强,上述平衡右移,故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率
D.提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
(2)CO对人类生存环境的影响很大,CO治理问题属于当今社会的热点问题.镍与CO反应的化学方程式为Ni(s)+4CO(g)?Ni(CO)4(g),镍与CO反应会造成镍催化剂中毒.为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2除去CO,生成物为S和CO2.已知相关反应过程的能量变化如图2所示:
则用SO2除去CO的热化学方程式为
 

(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.发生的化学反应是:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)
180℃
催化剂
2N2(g)+3H2O(g)△H<0.为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是(任意填一种)
 

(4)利用ClO2 氧化氮氧化物反应过程如下:
NO
ClO2
反应Ⅰ
NO2
Na2SO3水溶液
反应Ⅱ
N2
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl,反应Ⅱ的离子方程式是
 
.若有11.2L N2生成(标准状况),共消耗NO
 
 g.
(5)化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染.该方法可用H2将NO3-还原为N2,25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12.其原理如图3所示.
电源负极为
 
(填A或B),阴极反应式为
 
;若电解过程中转移了2mol电子,则质子交换膜左侧极室电解液的质量减少
 
克.

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