Question

化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染．电化学降解NO₃^-的原理如图所示．下列说法不正确的是（　　）

• A、A为电源正极
• B、阳极反应式为：2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑
• C、若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（△m_左-△m_右）为10.4克
• D、阴极反应式为：2NO₃^-+6H₂O+10e^-=N₂↑+12OH^-

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：A．该装置中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则Ag-Pt电极为阴极、Pt电极为阳极，连接阳极的电极为正极；
B．阳极上水失电子发生氧化反应；
C．转移2mol电子时，阳极（阳极反应为H₂O失电子氧化为O₂和H⁺）消耗1mol水，产生2molH⁺进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极室中放出0.2molN₂（5.6g），同时有2molH⁺（2g）进入阴极室；
D．阴极上硝酸根离子得电子发生还原反应．

解答： 解：A．根据图知，电解槽右边部分N元素化合价由+5价变为0价，所以硝酸根离子发生还原反应，则Ag-Pt电极为阴极、Pt电极为阳极，所以A是正极、B是负极，故A正确；
B．阳极上水失电子生成氢离子和氧气而发生氧化反应，电极反应式为2H₂O-4e^-═4H⁺+O₂↑，故B正确；
C．转移2mol电子时，阳极（阳极反应为H₂O失电子氧化为O₂和H⁺）消耗1mol水，产生2molH⁺进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极的电极反应式为2NO₃^-+6H⁺+10e^-=N₂↑+6OH^-，转移2mol电子，阴极室中放出0.2molN₂（5.6g），同时有2molH⁺（2g）进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差（△m左-△m右）=18g-3.6g=14.4g，故C错误；
D．阴极上硝酸根离子得电子发生还原反应，电极反应式为2NO₃^-+6H₂O+10e^-=N₂↑+12OH^-，故D正确；
故选C．

点评：本题考查了电解原理，根据N元素化合价变化确定阴阳极、正负极，难点是电极反应式的书写，易错选项是C，注意氢离子还进入阴极室，很多同学往往只考虑析出的气体而导致错误，为易错点．