Question

7．如图装置，用电化学原理制备硫酸，并电解500mL 0.2mol?L^-1AgNO₃溶液．请回答下列问题：
（1）通入SO₂的电极为负极（填“正”或“负”，下同），其电极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺．
（2）乙池溶液中NO₃^-移向C（填“C”或“Fe”）极，铁电极发生还原反应（填“氧化反应”或“还原反应”）；乙池中滴加几滴紫色石蕊试液，碳电极附近的现象是溶液变红，乙池的总反应的离子方程式为4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺．
（3）当乙池中析出5.4g Ag时，甲池中通入O₂在标准状况下的体积为280mL，乙池溶液的pH为1（忽略溶液体积变化不计）．

Answer 1

分析 甲为燃料电池，通入二氧化硫的以及为负极，被氧化，生成硫酸，电极方程式为SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺，通入氧气的以及为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，乙为电解池，铁为阴极，发生还原反应生成银，C为阳极，发生还原反应生成氧气，以此解答该题．

解答 解：（1）二氧化硫具有还原性，为原电池的负极，电极方程式为SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺；
故答案为：负；SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺；
（2）C棒与正极氧气相连为阳极，发生氧化反应，反应为2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，所以滴紫色石蕊试液，碳电极附近的现象是溶液变红，NO₃^-移向阳极C棒，铁与负极相连为阴极，发生还原反应生成银，总反应为4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，故答案为：C；还原反应；溶液变红；4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺；
（3）n（Ag）=$\frac{5.4g}{108g/mol}$=0.05mol，由电极方程式电极方程式为Ag⁺+e^-═Ag可知转移0.05mol电子，由O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O可知，甲池中通入O₂在标准状况下的体积为0.05mol×$\frac{1}{4}$×22.4L/mol=0.28L=280mL，由乙池总反应4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，得溶液中氢离子浓度为$\frac{0.05}{0.5}$=0.1mol/L，所以PH=1，故答案为：280；1；

点评 本题综合考查原电池、电解池知识，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，本题注意把握原电池的工作原理，难度中等．