Question

3．我国科学家构建了一种双室微生物燃料电池，以苯酚（C₆H₆O）为燃料，同时消除酸性废水中的硝酸盐．下列说法正确的是：（　　）

• A． a为正极
• B． 若右池产生0.672L气体（标况下），则转移电子0.15mol
• C． 左池电极反应式为C₆H₆O+11H₂O-28e^-═6CO₂↑+28H⁺
• D． 左池消耗的苯酚与右池消耗的NO₃^-的物质的量之比为28：5

Answer 1

分析 该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极b是正极，电极反应式为2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，左边装置电极a是负极，负极上C₆H₆O失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为C₆H₆O+11H₂O-28e^-=6CO₂↑+28H⁺，据此分析解答．

解答 解：该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极b是正极，电极反应式为2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，左边装置电极a是负极，负极上C₆H₆O失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为C₆H₆O+11H₂O-28e^-=6CO₂↑+28H⁺，
A．该原电池中，左边装置电极a是负极，故A错误；
B．右边装置中电极b是正极，电极反应式为2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，产生0.672L气体（标况下），则转移电子$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$×10=0.3mol，故B错误；
C．左边装置电极a是负极，负极上C₆H₆O失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为C₆H₆O+11H₂O-28e^-=6CO₂↑+28H⁺，故C正确；
D．放电时，右边装置中电极b是正极，电极反应式为2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，左边装置电极a是负极，电极反应式为C₆H₆O+11H₂O-28e^-=6CO₂↑+28H⁺，根据得失电子守恒，则消耗的苯酚与右池消耗的NO₃^-的物质的量之比为5：28，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学电源新型电池，侧重考查学生获取信息、分析推断能力，根据N元素化合价变化确定正负极，难点是电极反应式的书写，且原电池和电解池原理是高考高频点，要熟练掌握．