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11.某种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中有机废水(酸性)中的有机物可用C6H10O5表示[交换膜分别是只允许阴(阳)离子通过的阴(阳)离子交换膜],下列有关说法中不正确的是(  )
A.电池工作时,电子由a极经导线流向b极
B.交换膜a是阴离子交换膜
C.电极b的反应式:2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH-
D.相同时间内(相同状况下)生成CO2和N2的体积比为5:2

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C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+,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C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+
A、电子由负极a经导线流向正极b,故A正确;
B、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,故B正确;
C、则右边装置中电极b是正极,电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,故C错误;
D、在转移120mol电子数相等的情况下:负极生成30mol的二氧化碳,正极生成12mol的氮气,所以生成CO2和N2的体积比为5:2,故D正确;
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.

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