Question

【题目】膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置图如下。

(1)A装置是__________，B装置是_____________(填“原电池”或“电解池”)。

(2)N2O5在电解池的_____(填“c极”或“d极”)区生成，其电极反应式为______________。

(3)A装置中通入O2的一极是____极，其电极反应式为_________________；通入SO2的一极是_____极，其电极反应式为_________________。

Answer 1

【答案】原电池 电解池 c极 N2O4＋2HNO3－2e－2N2O5＋2H＋ 正 O2＋4H＋＋4e－2H2O 负 SO2－2e－＋2H2OSO42-＋4H＋

【解析】

由于B装置中c、d两极均为惰性电极，不符合构成原电池的条件，因此可推知A装置为原电池（可视作燃料电池），用来制备H2SO4，B装置为电解池，用来制备N2O5，A装置为B装置提供电能。A中通入SO2的一极发生氧化反应，为原电池负极，通入O2的一极发生还原反应，为原电池正极，c电极与电池正极相连，c是阳极；d与与电池负极相连，d是阴极。

(1)由于B装置中c、d两极均为惰性电极，不符合构成原电池的条件，因此可推知A装置为原电池，用来制备H2SO4，B装置为电解池。

(2)N2O4发生氧化反应生成N2O5，所以N2O5在电解池的c极(阳极)生成，电极反应式是N2O4＋2HNO3－2e－2N2O5＋2H＋；

(3)A装置中O2得电子发生还原反应，通入O2的一极是正极，其电极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O；SO2发生氧化反应生成硫酸，通入SO2的一极是负极，其电极反应式为SO2－2e－＋2H2OSO42-＋4H＋。