Question

12．一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中废水有机物可用 C₆H₁₀O₅表示．下列有关该燃料电池的说法的是（　　）

• A． a电极为该电池的正极
• B． 电极b的反应式：2NO₃^--10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O
• C． 每处理1molC₈H₁₀O₅，b电极将产生3.2molN₂
• D． a电极离子交换膜允许Na⁺白中间空迁有机废水处理室

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，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应式为C₈H₁₀O₅-32e^-+11H₂O═8CO₂↑+32H⁺，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，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应式为C₈H₁₀O₅-32e^-+11H₂O═8CO₂↑+32H⁺，
A、a电极为该电池的负极，故A错误；
B、则右边装置中电极b是正极，电极反应式为2NO₃^-+10e^-+12H⁺=N₂↑+6H₂O，故B错误；
C、每处理1molC₈H₁₀O₅，转移32mol的电子，所以b电极将产生$\frac{32}{10}$=3.2molN₂，故C正确；
D、该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极是正极，阳离子移向该电极，这边的交换膜是阳离子交换膜，所以左边离子交换膜为阴离子交换膜，右边离子交换膜为阳离子交换膜，不允许钠离子通过，故D错误；
故选C．

点评 本题考查化学电源新型电池，题目难度中等，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．