Question

15．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NO${\;}_{3}^{-}$的原理如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是（　�。�

• A． 鉛蓄電池的A極為正極，電極材料為PbO₂
• B． 該電解池的陰極反應(yīng)式為：2NO₃^-+12H⁺+10e^-═N₂↑+6H₂O
• C． 該電解池的總反應(yīng)方程式為：2H₂O+4NO₃^-$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2N₂↑+5O₂↑+4OH^-
• D． 若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移2mol電子，則交換膜右側(cè)電解液的質(zhì)量減少5.6g

Answer 1

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(yáng)極，A應(yīng)為正極；
C．硝酸根離子被還原生成氮?dú)�，�?yáng)極生成氧氣，據(jù)兩極上的反應(yīng)書寫總反應(yīng)式；
B．陰極上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
D．轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽(yáng)極（陽(yáng)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(yáng)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．

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(yáng)極，所以A是正極，電極材料為PbO₂，故A正確；
B．陰極上硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子通過(guò)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B正確；
C．硝酸根離子被還原生成氮?dú)猓��?yáng)極生成氧氣，電解總方程式為2H₂O+4NO₃^- $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2N₂↑+5O₂↑+4OH^-，故C正確；
D．轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽(yáng)極（陽(yáng)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，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D錯(cuò)誤．
故選D．

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(yáng)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D，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)．