Question

13．科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO₂和H₂O合成CH₄的反应．下列说法不正确的是（　　）

• A． 氮化镓是一种新型无机非金属材料
• B． 铜电极表面的电极反应式：CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O
• C． 溶液中H⁺穿过质子交换膜从左向右移动
• D． 为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硫酸或盐酸

Answer 1

分析 该装置中，根据电子流向知，GaN是负极、Cu是正极，负极反应式为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，正极反应式为：CO₂+8e^-+8H⁺=CH₄+2H₂O，电解质溶液中阳离子向正极移动，据此分析解答．

解答 解：A、新型无机非金属材料主要有先进陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等，所以氮化镓是一种新型无机非金属材料，故A正确；
B、铜电极是二氧化碳得电子生成甲烷，电极反应式为：CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，故B正确；
C、原电子池中阳离子向正极移动，所以溶液中H⁺穿过质子交换膜从左向右移动，故C正确；
D、．电解质溶液中含有氢离子，所以溶液呈酸性，为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硫酸，但不能加稀盐酸，如果是稀盐酸应是氯离子放电生成氯气，故D错误；
故选D．

点评 本题考查化学电源新型电池，题目难度中等，明确原电池原理为解答根据，注意正确判断电极反应、电子流向、离子流向，难点是电极反应式的书写．