题目内容

以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池来电解制备N2O5,装置如图所示,其中Y为CO2.下列说法错误的是
(  )
A、石墨Ⅱ电极上发生反应的电极反应式为:O2+4e-+2CO2═2CO32-
B、在电解池中生成N2O5的电极反应式为:N2O4+2NO3--2e-═2N2O5
C、放电时熔融盐中CO32-向石墨I电极方向移动
D、每消耗11.2L氢气,理论上可以制得108g N2O5
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:图中左侧装置为燃料电池,通入H2的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为H2+CO32--2e-=CO2+H2O,通入氧气和CO2的混合气体一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-,N2O5中氮元素的化合价是+5价,而硝酸中氮元素也是+5价.因此应该在左侧生成N2O5,即在阳极区域生成,据电极反应离子放电顺序可知:阴极发生2H++2e-=H2↑的反应,则阳极为N2O4+2NO3--2e-═2N2O5,以此解答该题.
解答: 解:A.石墨Ⅱ电极通入氧气,发生还原反应,电极方程式为O2+4e-+2CO2═2CO32-,故A正确;
B.在电解池中生成N2O5的电极为阳极,发生氧化反应,电极方程式为N2O4+2NO3--2e-═2N2O5,故B正确;
C.放电时熔融盐中CO32-向负极移动,即向石墨I电极方向移动,故C正确;
D.每消耗11.2L(标准状况)氢气,即0.5mol氢气,根据H2+CO32--2e-=CO2+H2O,可知转移1mol电子,由N2O4+2NO3--2e-═2N2O5,可知生成1molN2O5,质量为108g,但题中没有告诉是否标准状况下,则不能确定制得N2O5的质量,故D错误.
故选D.
点评:本题考查原电池的工作原理,明确电极的判断、电极反应等即可解答,注意装置能否形成原电池为解答的关键,注重基础知识的考查,题目难度较大.
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