Question

【题目】（1）下图中甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。甲池中负极上的电极反应式为_________，乙池中石墨电极上发生的反应为_______________。甲池中每消耗0.1 mol N2H4，乙池电极上则会析出_________ g固体。

（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。下图为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。E为该燃料电池的_______极（填“正”或“负”）。F电极上的电极反应式为______________。

（3）下图为电化学法生产硫酸的工艺示意图，电池以固体金属氧化物作电解质，该电解质能传导O2-离子。S(g)在负极生成SO3的电极反应式为____________________。已知S(g)在负极发生的反应为可逆反应，为提高硫蒸气的转化率，该工艺采取的措施有____________（任写一条）。

Answer 1

【答案】N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O 2H2O－4e－===O2↑＋4H+或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 12.8 负 ClO－ + 2e－ + H2O = Cl－+ 2OH－ S- 6e－ +3O2- = SO3 硫磺（二氧化硫）循环使用；用稀硫酸吸收SO3（减小生成物浓度，有利于提高S转化率）

【解析】

(1)甲池为燃料电池，N2H4失电子生成氮气；乙池为电解池，石墨电极与正极相连为阳极，氢氧根在阳极失电子发生氧化反应；根据电路中每个电极得失电子守恒计算；

(2)原电池中，负极上失电子发生氧化反应，化合价升高，正极上得电子发生还原反应，化合价降低，据此图示判断正负极，并书写电极反应式；

(3)根据图示，S转化为SO2和SO3，发生氧化反应，结合电解质为固体金属氧化物书写电极反应式；结合平衡移动原理分析提高转化率的方法。

(1)甲池为燃料电池，负极上发生氧化反应，电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；乙池为电解池，石墨电极与正极相连为阳极，氢氧根在阳极失电子发生氧化反应，反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑；甲池中每消耗0.1molN2H4，则根据负极N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，转移0.4mol电子，所以乙池电极上则会析出×64g/mol=12.8g铜，故答案为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；4OH--4e-=2H2O+O2；12.8。

(2)①燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，化合价升高，正极上氧化剂得电子发生还原反应，化合价降低，根据图知，Mg元素化合价由0价变为+2价、Cl元素化合价由+1价变为-1价，所以E是负极、F是正极，正极上次氯酸根离子得电子和水反应生成氯离子和氢氧根离子，电极反应式为ClO-+2e-+H2O═Cl-+2OH-，故答案为：负；ClO-+2e-+H2O═Cl-+2OH-；

(3)根据图示，S转化为SO2和SO3，S元素的化合价升高，发生氧化反应，则S为负极，通氧气一端为正极，S(g)在负极生成SO2和SO3的电极反应式为S-4e-+2O2-=SO2、S-6e-+3O2-=SO3；若提高转化率，则平衡正向移动，所以可采取硫磺(二氧化硫)循环使用或用稀硫酸吸收三氧化硫，故答案为：S-6e-+3O2-=SO3；硫磺(二氧化硫)循环使用；用稀硫酸吸收三氧化硫。