Question

我国科技工作者设计了一种电解装置，能合成氨及硝酸，实现高效人工固氮，原理如图所示｡下列说法正确的是

A.催化电极a的电势比催化电极b的电势高

B.负极区的电极反应为N₂-10e^-+6H₂O=2NO₃^-+12H⁺

C.若N₂得到6mole^-，有6molH⁺向电极b迁移

D.理论上1molN₂参与反应转移的电子数为3.75N_A

Answer

D

【解析】

根据图示，该装置为电解池，电极a上氮气转化为氨气，氮元素化合价降低，得电子，发生还原反应，a为阴极，电极反应为N2+6e-+6H+=2NH3；电极b上氮气转化为硝酸，氮元素的化合价升高，失电子，发生氧化反应，电极反应为N2-10e-+H2O=2NO3-+12H+，b为阳极，据此分析解答。

A．根据分析，催化电极a为阴极，与电源负极相连，催化电极b为阳极，与电源正极相连，电源外电路电流从正极流向负极，根据电流总是从高电势流向低电势，则催化电极b的电势比催化电极a的电势高，故A错误；

B．根据分析，b为阳极，与电源正极相连，电极反应为N2-10e-+H2O=2NO3-+12H+，故B错误；

C．电解池中，阳离子向阴极迁移，根据分析，催化电极a为阴极，则H+向电极a迁移，故C错误；

D．根据分析，a为阴极，电极反应为N2+6e-+6H+=2NH3，b为阳极，电极反应为N2-10e-+H2O=2NO3-+12H+，总反应为8N2+3H2O10NH3+6NO3-+6H+，根据反应可知，8mol氮气参与反应转移30mol电子，则1molN2参与反应转移的电子数为mol×NA=3.75NA，故D正确；

答案选D。