Question

化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用，電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染．電化學(xué)降解NO₃^-的原理圖所示．下列說法不正確的是（　　）

• A、A為電源正極
• B、陽極區(qū)冒出氧氣
• C、若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（△m左-△m右）為10.4克
• D、陰極反應(yīng)式為：2NO₃^-+6H₂O+10e^-=N₂↑+12OH^-

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：A．該裝置中，硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則Ag-Pt電極為陰極、Pt電極為陽極，連接陽極的電極為正極；
B．陽極上水失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
C．轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽極（陽極反應(yīng)為H₂O失電子氧化為O₂和H⁺）消耗1mol水，產(chǎn)生2molH⁺進(jìn)入陰極室，陽極室質(zhì)量減少18g；陰極室中放出0.2molN₂（5.6g），同時(shí)有2molH⁺（2g）進(jìn)入陰極室；
D．陰極上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答： 解：A．根據(jù)圖知，電解槽右邊部分N元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?價(jià)，所以硝酸根離子發(fā)生還原反應(yīng)，則Ag-Pt電極為陰極、Pt電極為陽極，所以A是正極、B是負(fù)極，故A正確；
B．陽極上水失電子生成氫離子和氧氣而發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑，故B正確；
C．轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽極（陽極反應(yīng)為H₂O失電子氧化為O₂和H⁺）消耗1mol水，產(chǎn)生2molH⁺進(jìn)入陰極室，陽極室質(zhì)量減少18g；陰極的電極反應(yīng)式為2NO₃^-+6H⁺+10e^-=N₂↑+6OH^-，轉(zhuǎn)移2mol電子，陰極室中放出0.2molN₂（5.6g），同時(shí)有2molH⁺（2g）進(jìn)入陰極室，因此陰極室質(zhì)量減少3.6g，故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（△m左-△m右）=18g-3.6g=14.4g，故C錯(cuò)誤；
D．陰極上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè)，電極反應(yīng)式為2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O，故D錯(cuò)誤；
故選CD．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理，為高頻考點(diǎn)，根據(jù)N元素化合價(jià)變化確定陰陽極、正負(fù)極，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，易錯(cuò)選項(xiàng)是C，注意氫離子還進(jìn)入陰極室，很多同學(xué)往往只考慮析出的氣體而導(dǎo)致錯(cuò)誤，為易錯(cuò)點(diǎn)．