Question

2．科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO₂和H₂O合成CH₄．下列关于该电池叙述错误的是（　　）

• A． 电池工作时，是将太阳能转化为电能
• B． 铜电极为正极，电极反应式为：CO₂+8e^-+8H⁺═CH₄+2H₂O
• C． 电池内部H⁺透过质子交换膜从左向右移动
• D． 为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硝酸溶液

Answer 1

分析 该装置中，根据电子流向可知GaN是负极、Cu是正极，负极反应式为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，正极反应式为：CO₂+8e^-+8H⁺=CH₄+2H₂O，电解质溶液中阳离子向正极移动，据此分析解答．

解答 解：A．根据图示可知，该装置中将太阳能转化为电能的过程，故A正确；
B．根据电子流向知，Cu是正极，正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成甲烷，电极反应式为：CO₂+8e^-+8H⁺=CH₄+2H₂O，故B正确；
C．放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，所以装置中的H⁺由左向右移动，故C正确；
D．为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量的酸作电解质，盐酸易挥发，生成的甲烷中会混有HCl气体，硝酸会与铜反应，则应加入硫酸，故D错误；
故选D．

点评 本题考查化学电源新型电池，题目难度中等，明确原电池原理为解答根据，注意正确判断电极反应、电子流向、离子流向，难点是电极反应式的书写．