Question

【题目】利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图所示，下列说法正确的是( )

A.b电极反应式是O2＋4e－＋2H2O＝4OH－

B.甲中每消耗l mol SO2，a电极附近溶液H＋增加2mol

C.c电极反应式是N2O4－2e－＋H2O＝N2O5＋2H＋

D.甲、乙装置中分别生成的硫酸和N2O5的物质的量相等

Answer 1

【答案】B

【解析】

甲装置能自发的进行氧化还原反应且没有外接电源，所以是原电池，a极上二氧化硫失电子为负极，b上氧气得电子为正极，乙属于电解池，与电源的正极b相连的电极c为阳极，N2O4在阳极失电子生成N2O5，d为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，据此分析。

A. 电极a为负极，电极b为正极，正极发生还原反应，O2＋4e－＋4H＋＝2H2O，电解液是硫酸，不能出现氢氧根离子，故A错误；

B.依据电子转移数相同可知，甲装置的a电极的电极反应式: SO2-2e+2H2O=4H++SO42-， b电极的电极反应为O2＋4e－＋4H＋＝2H2O，总反应为2SO2 + O2 +2H2O=2H2SO4，可知消耗1mol二氧化硫时，甲中每消耗l mol SO2，a电极附近溶液H＋增加2 mol，故B正确；

C.c是阳极，d是阴极，阳极上N2O4放电生成N2O5，电极反应为，故C错误；

D. 依据电子转移数相同可知，甲装置的左侧的电极反应式: SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-， 可知电子转移数为2mole~时，生成1mol硫酸，乙装置中阳极N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，转移电子的物质的量为2mole~时，生成2mol五氧化二氮，转移相同电子数时，生成硫酸和五氧化二氮的物质的量为1:2，故D错误；

答案选B。