Question

3．NO₂、O₂和熔融KNO₃可制作燃料電池，其原理如圖所示．該電池在放電過程中石墨I電極上生成氧化物Y，Y可循環使用．下列說法正確的是（　　）

• A． 放電時，N0₃^-向石墨Ⅱ電極遷移
• B． 石墨Ⅱ附近發生的反應為：NO+O₂+e^-═NO₃^-
• C． 電池總反應式為：4NO₂+O₂═2N₂O₅
• D． 當外電路通過4mol e^-，負極上共產生2mol N₂O₅

Answer 1

分析 NO₂、O₂和熔融KNO₃可制作燃料電池，NO₂作燃料、O₂作氧化劑，所以石墨I為負極、石墨II為正極，石墨I電極上生成氧化物Y，因為負極上失電子，所以Y是五氧化二氮，則石墨I電極反應式為NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅，石墨II電極反應式為O₂+2N₂O₅+4e^-=4NO₃^-，電池反應式為：4NO₂+O₂═2N₂O₅，放電時，電解質中陰離子向負極移動、陽離子向正極移動，結合轉移電子和各物質之間的關系式計算．

解答 解：NO₂、O₂和熔融KNO₃可制作燃料電池，NO₂作燃料、O₂作氧化劑，所以石墨I為負極、石墨II為正極，石墨I電極上生成氧化物Y，因為負極上失電子，所以Y是五氧化二氮，則石墨I電極反應式為NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅，石墨II電極反應式為O₂+2N₂O₅+4e^-=4NO₃^-，電池反應式為：4NO₂+O₂═2N₂O₅，放電時，電解質中陰離子向負極移動、陽離子向正極移動，
A．放電時，電解質中陰離子向負極移動、陽離子向正極移動，所以放電時，N0₃^-向石墨I電極遷移，故A錯誤；
B．石墨II是正極，電極反應式為O₂+2N₂O₅+4e^-=4NO₃^-，故B錯誤；
C．根據以上分析知，電池反應式為：4NO₂+O₂═2N₂O₅，故C正確；
D．根據NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅知，當外電路通過4mol e^-，負極上共產生4mol N₂O₅，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查化學電源新型電池，為高頻考點，明確原電池正負極上得失電子、元素化合價變化及離子移動方向等知識點是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，注意Y成分的正確判斷，題目難度不大．