Question

【题目】Ⅰ．氮氧化物、二氧化硫是造成大气污染的主要物质，某科研小组进行如下研究。

（1）写出SO2（g）与NO2（g）反应生成SO3（g）和NO（g）的热化学方程式_____________。

（2）常温下用NaOH溶液吸收SO2，当向NaOH溶液中通入足量的SO2时，得到NaHSO3溶液，利用图所示装置（电极均为惰性电极）在pH为4～7之间电解,可使NaHSO3转化为Na2S2O4，并获得较浓的硫酸，这是电化学脱硫技术之一，

①a为电源的_______（填 “正极”或“负极”）；

②阴极的电极反应式为______

Ⅱ.纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度而制备纳米Cu2O，反应为2Cu + H2O ==Cu2O + H2↑。装置如图所示：该离子交换膜为__________离子交换膜(填“阴”或“阳”)，该电池的阳极反应式为：____________________，钛极附近的pH_______ (增大、减小、不变)。

Ⅲ.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。

①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是________，工作时电流方向为_______（用a→b或b→a表示）。

②负极的电极反应式为__________________。

Answer 1

【答案】SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJ/mol 正极 2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O 阴 2Cu – 2e－+ 2OH－= Cu2O + H2O 增大 化学能→电能 b→a H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O

【解析】

Ⅰ（1）从题中所给的两个图象，分析出NO和O2、SO2和O2反应的热化学方程式，依据盖斯定律写出SO2和NO2反应的热化学反应方程式；

（2）分析图中电解池，发生反应的的化合价变化情况，可以看出NaHSO3→Na2S2O4，S的化合价降低，所以b是负极，则a是正极；

Ⅱ.由总反应，可知阳极电极反应式，Ti为阴极，H+放电，溶液的pH增大；

Ⅲ.原电池是把化学能转化为电能的装置，燃料电池是原电池，在原电池中失电子的一极为负极，得电子的一极为正极。电子经导线由负极传递到正极，电流由正极到负极。

（1）已知由图分析得①2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）；△H=-196.6kJ/mol

②O2（g）+2NO（g）═2NO2（g）；△H=-113.0kJ/mol

根据盖斯定律可得：SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）；△H=-41.8kJ/mol，本题答案为：SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）；△H=-41.8kJ/mol；

（2）因NaHSO3→Na2S2O4，S的化合价降低，所以b是负极，则a是正极，阴极电极反应式为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O，本题答案为：正极，2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；

Ⅱ.因为总反应为：2Cu + H2O ==Cu2O + H2↑，所以阳极反应为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O, 故离子交换膜应采用阴离子交换膜，阴极电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-, Ti极为阴极，阴极附近溶液的pH增大，本题答案为：阴、2Cu – 2e- + 2OH－ = Cu2O + H2O、增大；

Ⅲ.燃料电池是原电池，是把化学能转化为电能的装置，在氢氧燃料电池中通入H2的电极是负极，H2失去电子，通入O2的电极是正极，O2得到电子，电子经导线由负极传递到正极，电流由b流向a，电解质溶液显碱性，所以负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，本题答案为：化学能→电能、b→a、H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O。