Question

以H₂、O₂、熔融盐Na₂CO₃组成的燃料电池来电解制备N₂O₅，装置如图所示，其中Y为CO₂．下列说法错误的是
（　　）

• A、石墨Ⅱ电极上发生反应的电极反应式为：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-
• B、在电解池中生成N₂O₅的电极反应式为：N₂O₄+2NO₃^--2e^-═2N₂O₅
• C、放电时熔融盐中CO₃^2-向石墨I电极方向移动
• D、每消耗11.2L氢气，理论上可以制得108g N₂O₅

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：图中左侧装置为燃料电池，通入H₂的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂+H₂O，通入氧气和CO₂的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，N₂O₅中氮元素的化合价是+5价，而硝酸中氮元素也是+5价．因此应该在左侧生成N₂O₅，即在阳极区域生成，据电极反应离子放电顺序可知：阴极发生2H⁺+2e^-=H₂↑的反应，则阳极为N₂O₄+2NO₃^--2e^-═2N₂O₅，以此解答该题．

解答： 解：A．石墨Ⅱ电极通入氧气，发生还原反应，电极方程式为O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-，故A正确；
B．在电解池中生成N₂O₅的电极为阳极，发生氧化反应，电极方程式为N₂O₄+2NO₃^--2e^-═2N₂O₅，故B正确；
C．放电时熔融盐中CO₃^2-向负极移动，即向石墨I电极方向移动，故C正确；
D．每消耗11.2L（标准状况）氢气，即0.5mol氢气，根据H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂+H₂O，可知转移1mol电子，由N₂O₄+2NO₃^--2e^-═2N₂O₅，可知生成1molN₂O₅，质量为108g，但题中没有告诉是否标准状况下，则不能确定制得N₂O₅的质量，故D错误．
故选D．

点评：本题考查原电池的工作原理，明确电极的判断、电极反应等即可解答，注意装置能否形成原电池为解答的关键，注重基础知识的考查，题目难度较大．