10燃料電池電極反應(yīng)式書寫解題模型

燃料電池電極反應(yīng)式書寫解題模型燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，又稱電化學(xué)發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。由于燃料電池是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)把燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能，能量轉(zhuǎn)化效率高，燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，它直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，中間不經(jīng)過(guò)燃燒過(guò)程，同時(shí)沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)部件，故排放出的有害氣體極少，使用壽命長(zhǎng)。從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來(lái)看，燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)，有關(guān)燃料電池電極反應(yīng)式也應(yīng)運(yùn)而生。第一步：寫出電池總反應(yīng)式。燃料電池的總反應(yīng)與燃料燃燒的反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)，則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。如甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的反應(yīng)如下：CH4＋2O2=CO2＋2H2O①CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O②①＋②可得甲烷燃料電池的總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2NaOH=Na2CO3＋3H2O。第二步：寫出電池的正極反應(yīng)式。根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，因電解質(zhì)溶液不同，故其電極反應(yīng)也會(huì)有所不同：(1)酸性電解質(zhì)：O2＋4H＋＋4e－=2H2O。(2)堿性電解質(zhì)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)：O2＋4e－=2O2－。(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)。第三步：得出電池的負(fù)極反應(yīng)式。電池的總反應(yīng)式－電池的正極反應(yīng)式＝電池的負(fù)極反應(yīng)式?！纠?】目前，我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫碾娔苤饕€是來(lái)自火力發(fā)電，火力發(fā)電是利用化石燃料燃燒，通過(guò)蒸汽機(jī)將產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能，能量利用率低；燃料電池可以將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，能量利用率高。(1)火力發(fā)電廠利用燃煤發(fā)電，其能量轉(zhuǎn)化形式為化學(xué)能→_______→_______→電能。(2)磷酸鹽燃料電池(PAFC)是當(dāng)前商業(yè)化發(fā)展最快的一種燃料電池，以濃磷酸為電解質(zhì)，以貴金屬催化的氣體擴(kuò)散電極為正、負(fù)電極。其優(yōu)點(diǎn)為構(gòu)造簡(jiǎn)單，穩(wěn)定，電解質(zhì)揮發(fā)度低。磷酸鹽燃料電池正極的電極反應(yīng)式為_______。(3)堿性燃料電池(AFC)是最早進(jìn)入實(shí)用階段的燃料電池之一，也是最早用于車輛的燃料電池，以KOH、NaOH溶液之類的強(qiáng)堿性溶液為電解質(zhì)溶液。其優(yōu)點(diǎn)為性能可靠，具有較高的效率。甲烷堿性燃料電池正極的電極反應(yīng)式為_______。(4)固體氧化物型燃料電池(SOFC)，其效率更高，可用于航空航天。如圖1所示的裝置中，以稀土金屬材料作惰性電極，在電極上分別通入甲烷和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3和ZrO2的固體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2；A通入的氣體為_______，d電極上的電極反應(yīng)式為_______。(5)熔融碳酸鹽燃料電池是由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質(zhì)隔膜、多孔陶瓷陽(yáng)極、金屬極板構(gòu)成的，電解質(zhì)通常為鋰和鉀的混合碳酸鹽，工作溫度為650℃，其工作原理如圖2所示，M為電池的_______(填“正極”或“負(fù)極”)，N極的電極反應(yīng)式為_______。【答案】(1)熱能機(jī)械能(2)O2+4H++(3)O2+2H2O+(4)O2CH4+4O2(5)負(fù)極O2+2CO2+【解析】(1)火力發(fā)電的原理是發(fā)電時(shí)，利用燃料加熱水產(chǎn)生蒸汽，利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)，然后由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，其能量轉(zhuǎn)化關(guān)系為化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能；(2)根據(jù)題意，參與磷酸鹽燃料電池正極的為空氣中的氧氣，氧氣在正極得電子被還原，其在酸性環(huán)境下的電極反應(yīng)為O2+4H++；(3)甲烷堿性燃料電池的正極為O2參與，氧氣在正極得電子被還原，其電極反應(yīng)式為O2+2H2O+；(4)原電池中，電子的移動(dòng)方向?yàn)椋航?jīng)外電路有負(fù)極流向正極，電流流向與電子流向相反，圖中電流由c經(jīng)外電路流向d，故c為正極，d為負(fù)極，所以A為氧氣，B為甲烷，電解質(zhì)為固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3和ZrO2的固體，在高溫下能穿到O2，則負(fù)極電極反應(yīng)式為CH4+4O2；(5)根據(jù)圖示，N極通入的是氧氣，其化合價(jià)只能降低作正極，則M極為負(fù)極，電解質(zhì)為熔融碳酸鹽，則正極的電極反應(yīng)式為O2+2CO2+。【例2】(2020?江蘇卷節(jié)選)(2)HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖2所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過(guò)的半透膜隔開。①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_____________；放電過(guò)程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為_________(填化學(xué)式)。②圖2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過(guò)HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為_______________?！敬鸢浮?2)①HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ=HCO3+H2OH2SO4②2HCOOH+O2+2OHˉ=2HCO3+2H2O或2HCOOˉ+O2=2HCO3【解析】(2)①左側(cè)為負(fù)極，堿性環(huán)境中HCOOˉ失電子被氧化為HCO3，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可得電極反應(yīng)式為HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ=HCO3+H2O；電池放電過(guò)程中，鉀離子移向正極，即右側(cè)，根據(jù)圖示可知右側(cè)的陰離子為硫酸根，而隨著硫酸鉀不斷被排除，硫酸根逐漸減少，鐵離子和亞鐵離子進(jìn)行循環(huán)，所以需要補(bǔ)充硫酸根，為增強(qiáng)氧氣的氧化性，溶液最好顯酸性，則物質(zhì)A為H2SO4；②根據(jù)裝置圖可知電池放電的本質(zhì)是HCOOH在堿性環(huán)境中被氧氣氧化為HCO3，根據(jù)電子守恒和電荷守恒可得離子方程式為2HCOOH+O2+2OHˉ=2HCO3+2H2O或2HCOOˉ+O2=2HCO3。1．(2023·浙江省杭州市高三摸底考試)微生物燃料電池(MFC)耦合人工濕地(CW)系統(tǒng)可用于生產(chǎn)、生活廢水處理并提供電能，系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)電微生物由根沉積物和廢水提供，其原理如圖所示：下列有關(guān)敘述正確的是()A．MFCCW系統(tǒng)中電子由A極流向B極B．若A極處溶解O2不足，則電路中無(wú)電流通過(guò)C．若電路中轉(zhuǎn)移，則A極消耗O21.12LD．B極反應(yīng)式為CH3COO+2H2O8↑【答案】D【解析】A項(xiàng)，在原電池中，電子由負(fù)極(B電極)經(jīng)導(dǎo)線流向正極(A電極)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，若A極處(即好氧上部)O2不充足，可發(fā)生H+得電子的反應(yīng)，生成H2，也可構(gòu)成原電池，有微弱電流通過(guò)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，沒(méi)有說(shuō)明是標(biāo)準(zhǔn)狀況，沒(méi)辦法計(jì)算，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)分析可知，B電極的電極反應(yīng)式為CH3COO+2H2O8↑，D正確；故選D。2．(2022·吉林一中高三模擬)一種由石墨電極制成的海底燃料電池的裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．向b極遷移的是H+B．大塊沉積物中的鐵均顯+2價(jià)C．b極上FeS2轉(zhuǎn)化為S的電極反應(yīng)式為FeS22e=Fe2++2SD．微生物作用下S循環(huán)(歧化)生成的n(SO42)和n(HS)之比為1：5【答案】C【解析】該裝置為海底燃料電池，a極發(fā)生還原反應(yīng)，作為正極，b電極為負(fù)極。A項(xiàng)，原電池中離子的移動(dòng)方向?yàn)殛?yáng)離子向正極移動(dòng)，即向a極遷移的是H+，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，大塊沉積物中FeOOH中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，b極上FeS2轉(zhuǎn)化為S，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子守恒和原子守恒后，得電極反應(yīng)式為：FeS22e=Fe2++2S，C正確；D項(xiàng)，S發(fā)生歧化反應(yīng)，生成1molSO42失電子數(shù)為6mol，生成1molHS得電子數(shù)為2mol，得失電子數(shù)須相同，則(SO42)和n(HS)之比為1：3，D錯(cuò)誤；故選C。3．(2022·福建省廈門市高三模擬)可同步實(shí)現(xiàn)除污脫氮和產(chǎn)電的雙陰極微生物燃料電池的工作原理如圖，下列說(shuō)法不正確的是()A．工作過(guò)程中由厭氧室分別向缺氧室和好氧室遷移B．理論上，厭氧室消耗1molC6H12O6，外電路轉(zhuǎn)移24moleC．缺氧室中電極發(fā)生的反應(yīng)為2NO3+12H++10e=N2↑+6H2OD．好氧室在電極上得電子的微粒有O2和NH4+【答案】D【解析】根據(jù)左側(cè)缺氧室NO3→N2可得N元素化合價(jià)降低，則為正極，左側(cè)缺氧陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2NO3+12H++10e=N2↑+6H2O，右側(cè)好氧陰極為正極，發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e+4H+=2H2O，電極附近還發(fā)生NH4++3H2O8e=NO+10H+，中間厭氧陽(yáng)極為負(fù)極，厭氧陽(yáng)極上有機(jī)污染物發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成CO2和H+。A項(xiàng)，該裝置為原電池，陽(yáng)離子移向正極，左側(cè)缺氧室和右側(cè)好氧室均為正極，則H+由厭氧室分別向缺氧室和好氧室遷移，故A正確；B項(xiàng)，厭氧陽(yáng)極上葡萄糖發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成CO2和H+，電極反應(yīng)式為C6H12O6+6H2O24e═6CO2+24H+，消耗1molC6H12O6，外電路轉(zhuǎn)移24mole，故B正確；C項(xiàng)，左側(cè)缺氧室NO3→N2中N元素化合價(jià)降低，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2NO3+12H++10e=N2↑+6H2O，故C正確；D項(xiàng)，“由圖可知，厭氧陽(yáng)極上提供的電子分別轉(zhuǎn)移到“好氧陰極”和“缺氧陰極”上，并且“好氧陰極”發(fā)生反應(yīng)為O2+4e+4H+=2H2O，電極附近還發(fā)生NH4++3H2O8e=NO+10H+，其中NH4+失電子，故D錯(cuò)誤；故選D。4．(2022·山東省棗莊市一模)采用情性電極，設(shè)計(jì)雙陰極微生物燃料電池進(jìn)行同步硝化和反硝化脫氮的裝置如圖所示，其中硝化過(guò)程中NH4+被O2氧化。下列說(shuō)法正確的是()A．電極M和P均為燃料電池正極B．P存在電極反應(yīng)：NH4+6e+2H2O=NO2+8H+C．若乙室消耗1mol葡萄糖，則最多有24molH+進(jìn)入甲室D．若丙室消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8LO2，則至少有1molNH4+完全轉(zhuǎn)化為NO3【答案】A【解析】根據(jù)原電池圖可知，甲室缺氧電極M上由NO3到NO2，再轉(zhuǎn)化為N2，則電極M上發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，丙室好氧電極P上O2轉(zhuǎn)化為H2O，發(fā)生還原反應(yīng)，也為正極，中間乙室厭氧電極N上發(fā)生由葡萄糖轉(zhuǎn)化為CO2，發(fā)生氧化反應(yīng)，故為負(fù)極，乙室厭氧陽(yáng)極N上葡萄糖發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成CO2和H+，電極反應(yīng)式為C6H12O6+6H2O24e═6CO2+24H+，甲室缺氧電極M發(fā)生的反應(yīng)為2NO3+12H++10e=N2↑+6H2O，丙室好氧電極P發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e+4H+=2H2O，同時(shí)O2還可能氧化NH4+生成NO2，NO2甚至還可以進(jìn)一步被O2氧化為NO3，反應(yīng)方程式為：2NH4++3O2=2NO2+2H2O+4H+，2NO2+O2=2NO3電池工作中“好氧陰極”和“缺氧陰極”之間存在著對(duì)電子的競(jìng)爭(zhēng)作用，NH4+和電極之間存在著對(duì)O2的競(jìng)爭(zhēng)。A項(xiàng)，電極M和P均為燃料電池正極，A正確；B項(xiàng)，由題干信息可知，硝化過(guò)程中NH4+被O2氧化，P存在反應(yīng)為：2NH4++3O2=2NO2+2H2O+4H+，2NO2+O2=2NO3，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，C6H12O6+6H2O24e═6CO2+24H+，若乙室消耗1mol葡萄糖，則乙室產(chǎn)生24molH+，原電池中陽(yáng)離子移向正極，由于“好氧陰極”和“缺氧陰極”之間存在著對(duì)電子的競(jìng)爭(zhēng)作用，則不可能H+全部進(jìn)入甲室，即不可能有24molH+進(jìn)入甲室，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若丙室消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8LO2其物質(zhì)的量為：=2mol，NH4++2O2=NO3+H2O+2H+，由于NH4+和電極之間存在著對(duì)O2的競(jìng)爭(zhēng)，故可知?jiǎng)t最多有1molNH4+完全轉(zhuǎn)化為NO3，D錯(cuò)誤；故選A。5．熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)是由多孔陶瓷NiO陰極、多孔陶瓷電解質(zhì)(熔融堿金屬碳酸鹽)隔膜、多孔金屬Ni陽(yáng)極、金屬極板構(gòu)成的燃料電池。工作時(shí)，該電池的陰極(正極)反應(yīng)為O2+2CO2+4e=2CO32，下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．該電池較高的工作溫度加快了陰、陽(yáng)極的反應(yīng)速率B．該類電池的H2不能用CO、CH4等替代C．該電池工作時(shí)，要避免H2、O2的接觸D．放電時(shí)，陽(yáng)極(負(fù)極)反應(yīng)式為2H2+2CO324e=2CO2+2H2O【答案】B【解析】該燃料電池中，通入燃料氫氣的電極是負(fù)極，通入氧化劑氧氣的電極是正極，負(fù)極反應(yīng)式為H22e+CO32=CO2+H2O，正極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e═2CO32，放電時(shí)，電解質(zhì)中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。A項(xiàng)，升高溫度能加快反應(yīng)速率，該電池較高的工作溫度加快了陰、陽(yáng)極的反應(yīng)速率，故A正確；B項(xiàng)，還原性物質(zhì)在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，該類電池的H2可以用CO、CH4等替代，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，H2、O2混合物在一定條件下可能發(fā)生爆炸，該電池工作時(shí)，要避免H2、O2的接觸，防止爆炸，產(chǎn)生安全事故，故C正確；D項(xiàng)，放電時(shí)，氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極(負(fù)極)反應(yīng)式為2H2+2CO324e=2CO2+2H2O，故D正確；故選B。6．一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)的原理如圖所示，圖中含酚廢水中的有機(jī)物可用C6H5OH表示。下列說(shuō)法不正確的是A．左側(cè)電極為負(fù)極，苯酚發(fā)生氧化反應(yīng)B．左側(cè)離子交換膜為陰離子交換膜C．右側(cè)電極的電極反應(yīng)式：2NO3+10e+12H+=N2+6H2OD．左右兩側(cè)電極附近溶液的pH均升高【答案】D【解析】A項(xiàng)，根據(jù)裝置圖可知在左側(cè)電極上苯酚失去電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，因此左側(cè)電極為負(fù)極，A正確；B項(xiàng)，向其中加入NaCl溶液，Na+向正極移動(dòng)，Cl向負(fù)極移動(dòng)。根據(jù)選項(xiàng)A分析可知左側(cè)電極為負(fù)極，所以左側(cè)離子交換膜為陰離子交換膜，B正確；C項(xiàng)，在右側(cè)電極上NO3得到電子被還原產(chǎn)生N2，則右側(cè)電極的電極反應(yīng)式是：2NO3+10e+12H+=N2↑+6H2O，C正確；D項(xiàng)，在左側(cè)電極上苯酚被氧化產(chǎn)生CO2氣體，電極反應(yīng)式是：C6H5OH28e+11H2O=6CO2↑+28H+，反應(yīng)產(chǎn)生H+使溶液酸性增強(qiáng)，溶液pH減小，D錯(cuò)誤；故選D。7．(2022·四川省瀘縣第二中學(xué)模擬預(yù)測(cè))沉積物微生物燃料電池可處理含硫廢水，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．碳棒b為該微生物電池的正極B．碳棒a上有反應(yīng)：FeSx2xe=Fe2++xS(x≥2)C．電流方向：碳棒b→電阻→碳棒a→含水沉積物→碳棒bD．氧氣的含量、光照強(qiáng)度會(huì)影響電池的功率【答案】B【解析】A項(xiàng)，O2在碳棒b得電子生成水，說(shuō)明碳棒b為該微生物電池的正極，故A正確；B項(xiàng)，電極反應(yīng)式FeSx2xe=Fe2++xS(x≥2)不滿足電荷守恒，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，碳棒a失電子是負(fù)極，碳棒b得電子是正極，電流方向是從正極經(jīng)外電路流向負(fù)極即碳棒b→電阻→碳棒a→含水沉積物→碳棒b，故C正確；D項(xiàng)，由圖可知，CO2在光照和光合菌的作用下反應(yīng)生成氧氣，氧氣在在正極得電子生成水，光照強(qiáng)度越強(qiáng)，光合作用越強(qiáng)，所以氧氣的含量、光照強(qiáng)度會(huì)影響電池的功率，故D正確；故選B。8．(2023·河北省衡水中學(xué)模擬)研究微生物燃料電池不僅可以獲得高效能源，同時(shí)還可對(duì)污水、餐廳廢棄物等進(jìn)行科學(xué)處理。利用微生物燃料電池原理處理含乙酸的廢水的示意圖如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．工作時(shí)，H+由b極區(qū)移向a極區(qū)B．負(fù)極反應(yīng)為[Fe(CN)6]3+e=[Fe(CN)6]4C．消耗0.1molCH3COOH，a極區(qū)質(zhì)量減小9.6gD．放電過(guò)程中，b極附近溶液的pH變大【答案】C【解析】該原電池中，還原劑CH3COOH在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2，電子從負(fù)極流出，電子沿著導(dǎo)線流向正極，正極上[Fe(CN)6]3作氧化劑得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成[Fe(CN)6]4，內(nèi)電路中陽(yáng)離子移向正極。A項(xiàng)，工作時(shí)，a極區(qū)為負(fù)極區(qū)，b極區(qū)為正極區(qū)，H+由a極區(qū)移向b極區(qū)，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，正極反應(yīng)為[Fe(CN)6]3+e=[Fe(CN)6]4，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，負(fù)極電極反應(yīng)為CH3COOH8e+2H2O=2CO2↑+8H+，每消耗1molCH3COOH，a板區(qū)釋放2molCO2氣體、8molH+從a極區(qū)移向b極區(qū)，a極區(qū)質(zhì)量減小2mol×44g·mol1+8mol×1g·mol1=96g，則消耗0.1molCH3COOH，a極區(qū)質(zhì)量減小9.6g，故C正確；D項(xiàng)，放電過(guò)程中，b極附近溶液的氫離子濃度增大，pH變小，故D錯(cuò)誤；故選C。9．(2023·內(nèi)蒙古呼和浩特市聯(lián)考)研究微生物燃料電池不僅可以獲得高效能源，還能對(duì)工業(yè)污水等進(jìn)行處理。利用微生物燃料電池處理含硫廢水并電解制備KIO3的原理如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是()A．光照強(qiáng)度大小影響KIO3的制備速率B．電極N處發(fā)生電極反應(yīng)S6e+4H2O=SO42+8H+C．右池中K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜從P極移向Q極D．不考慮損耗，電路中每消耗1molO2，理論上Q極可制得171.2gKIO3【答案】C【解析】石墨電極M處，CO2在光合菌、光照條件下轉(zhuǎn)化為O2，O2在M極放電生成H2O，發(fā)生還原反應(yīng)，M為正極，正極電極反應(yīng)式為O2+4e+4H+=2H2O，N極為負(fù)極，硫氧化菌將FeSx氧化為S，硫再放電生成SO42，負(fù)極電極反應(yīng)式為S6e+4H2O=SO42+8H+，H+通過(guò)質(zhì)子交換膜由右室移向左室；鉑電極P為陰極，鉑電極Q為陽(yáng)極，陰極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2↑+2OH，陽(yáng)極反應(yīng)式為I2+12OH10e=2IO3+6H2O，陰極生成氫氧根離子，而陽(yáng)極生成的IO3比消耗的OH少，溶液中K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜從Q極移向P極。A項(xiàng)，光照強(qiáng)度大小影響單位時(shí)間內(nèi)生成氧氣的量，即影響電流強(qiáng)度，會(huì)影響KIO3的制備速率，故A正確；B項(xiàng)，N極為負(fù)極，硫氧化菌將FeSx氧化為S，硫再放電生成SO42，負(fù)極電極反應(yīng)式為S6e+4H2O=SO42+8H+，故B正確；C項(xiàng)，鉑電極P為陰極，鉑電極Q為陽(yáng)極，陰極生成氫氧根離子，而陽(yáng)極生成的IO3比消耗的OH少，溶液中K+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜從Q極移向P極，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，不考慮損耗，電路中每消耗1molO2，轉(zhuǎn)移電子為4mol，陽(yáng)極反應(yīng)式為I2+12OH10e=2IO+6H2O，可知生成KIO3為4mol×=0.8mol，理論上Q極可制得KIO3的質(zhì)量為0.8mol×214g/mol=171.2g，故D正確；故選C。10．微生物燃料電池(MFC)是一種現(xiàn)代化氨氮去除技術(shù)，如圖為MFC碳氮聯(lián)合同時(shí)去除的氮轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理示意圖。A極的電極反應(yīng)式為___________，A、B兩極生成CO2和N2的物質(zhì)的量之比為___________?！敬鸢浮緾H3COO－－8e－＋2H2O=2CO2↑＋7H＋

5∶2【解析】由圖可知A極CH3COO－失電子被氧化的電極反應(yīng)式為CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2↑＋7H＋；B極電極反應(yīng)式為2NO3+12H++10e=N2↑+6H2O，根據(jù)兩極反應(yīng)式計(jì)算，轉(zhuǎn)移相同電子時(shí)兩極產(chǎn)生的CO2和N2的物質(zhì)的量比為5:2。11．北京冬奧會(huì)賽區(qū)內(nèi)將使用氫燃料清潔能源車輛，某氫氧燃料電池工作示意圖如下。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電極a為電池的___________極(填“正”或“負(fù)”)，其電極反應(yīng)式是___________。(2)向___________極移動(dòng)(填“a”或“b”)?！敬鸢浮?1)負(fù)

H2+2OH2e=2H2O(2)a【解析】由圖可知，該電池為堿性環(huán)境下氫氧燃料電池，電池總反應(yīng)為2H2+O2=2H2O，則通入H2的失去電子為負(fù)極，通入O2的得到電子為正極。(1)電極a通入H2，失去電子為電池的負(fù)極；其電極反應(yīng)式是H2+2OH2e=2H2O；(2)原