一种新型电池的工作原理如图所示。该电池工作时,下列说法错误的是
A.Pt/C电极为负极,质子通过交换膜从负极区移向正极区
B.正极的电极反应为NO3-+4H+3e-=NO↑+2H2O
C.反应池中发生总反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3,实现HNO3再生
D.理论上,当消耗22.4L(标准状况下)H2时,会消耗1molO2
D
【分析】
氢气是还原剂,作电池的负极,Pt/C电极为负极,反应为H2-2e-=2H+,质子通过交换膜从负极区移向正极区,硝酸是氧化剂,作电池的正极,正极的电极反应为NO3-+4H+3e-=NO↑+2H2O。
【详解】
A.氢气是还原剂,作电池的负极,Pt/C电极为负极,反应为H2-2e-=2H+,质子通过交换膜从负极区移向正极区,故A正确;
B.硝酸是氧化剂,作电池的正极,正极的电极反应为NO3-+4H+3e-=NO↑+2H2O,故B正确;
C.从图中可知:NO与O2混合后变成HNO3,进入正极发生电极反应,还原成NO,回到反应池,反应池中发生总反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3,实现HNO3再生,故C正确;
D.根据电子守恒,理论上,当消耗22.4L(标准状况下)H2时,会消耗0.5molO2,故D错误;
故选D。
原电池中的电荷流动:
在外电路(电解质溶液以外),电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极,使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中),阳离子(带正电荷)向正极移动,阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动,电性趋向平衡的闭合电路。
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