Question

【題目】膜技術(shù)原理在化工生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。有人設(shè)想利用電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N2O5，裝置圖如下。

(1)A裝置是__________，B裝置是_____________(填“原電池”或“電解池”)。

(2)N2O5在電解池的_____(填“c極”或“d極”)區(qū)生成，其電極反應(yīng)式為______________。

(3)A裝置中通入O2的一極是____極，其電極反應(yīng)式為_________________；通入SO2的一極是_____極，其電極反應(yīng)式為_________________。

Answer 1

【答案】原電池 電解池 c極 N2O4＋2HNO3－2e－2N2O5＋2H＋ 正 O2＋4H＋＋4e－2H2O 負(fù) SO2－2e－＋2H2OSO42-＋4H＋

【解析】

由于B裝置中c、d兩極均為惰性電極，不符合構(gòu)成原電池的條件，因此可推知A裝置為原電池（可視作燃料電池），用來制備H2SO4，B裝置為電解池，用來制備N2O5，A裝置為B裝置提供電能。A中通入SO2的一極發(fā)生氧化反應(yīng)，為原電池負(fù)極，通入O2的一極發(fā)生還原反應(yīng)，為原電池正極，c電極與電池正極相連，c是陽(yáng)極；d與與電池負(fù)極相連，d是陰極。

(1)由于B裝置中c、d兩極均為惰性電極，不符合構(gòu)成原電池的條件，因此可推知A裝置為原電池，用來制備H2SO4，B裝置為電解池。

(2)N2O4發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2O5，所以N2O5在電解池的c極(陽(yáng)極)生成，電極反應(yīng)式是N2O4＋2HNO3－2e－2N2O5＋2H＋；

(3)A裝置中O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，通入O2的一極是正極，其電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－2H2O；SO2發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸，通入SO2的一極是負(fù)極，其電極反應(yīng)式為SO2－2e－＋2H2OSO42-＋4H＋。