题目内容
【题目】合成氨厂和硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物(NOx)，通常使用以下两种方法将烟气中的氮氧化物转化为无害物质。
（1）还原法。常温下，将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其转化过程如下图所示。
①过程混合溶液中Ce3+和Ce4+离子的总数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②反应II中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________________。
（2）电解法。先用6％稀硝酸吸收NOx，会生成HNO2(一元弱酸)，再将吸收液导入电解槽中进行电解，使之转化为硝酸，其电解装置如图所示：
①中a应连接电源的____________(填“正极”或“负极”)。
②石墨电极做成颗粒状的目的是________________。
③阳极的电极反应式为____________________________________。
④电解一段时间后，当电路中有5mol电子转移时，阳离子交换膜两侧溶液相差____g。
【答案】不变 1∶2 正极 增大吸收液与电极的接触面积，提高电解效率（答出“增大接触面积”即给分） H2O＋HNO2－2e－===NO3－＋3H＋ 5
【解析】
（1）根据得失电子守恒和元素守恒分析来解答。
（2）①a电极上亚硝酸失电子生成硝酸，b电极上氢离子得电子生成氢气；
②电极的面积越大，与溶液的接触越充分,电解效率越高；
③阳极上亚硝酸失电子生成硝酸。
（1）①过程中发生了氧化还原反应，I中Ce4+→Ce3+，II中Ce3+→Ce4+，，根据得失电子守恒和元素守恒得出混合溶液中Ce3+和Ce4+离子的总数不变，故答案为：不变；
②反应II中氧化剂与还原剂分别为：NO和Ce3+，NO→N2，Ce3+→Ce4+，根据得失电子守恒，得出方程式为：4H++2NO+4 Ce3+=4Ce4++ N2+2H2O，故答案为：1∶2；
（2）①a电极上亚硝酸失电子生成硝酸，b电极上氢离子得电子生成氢气，所以a为阳
极，b为阴极，则a与电源的正极相连， 故答案为:正极；
②电极的面积越大，与溶液的接触越充分,电解效率越高，所以将石墨电极设置成颗粒状的目的是增大吸收液与电极的接触面积，提高电解反应的效率； 故答案为:增大吸收液与电极的接触面积；
③阳极上亚硝酸失电子生成硝酸,其电极方程式为H2O＋HNO2－2e－===NO3－＋3H＋ ；
④阳极上电极方程式为H2O＋HNO2－2e－===NO3－＋3H＋，阴极上电极方程式为2H++2e－=H2↑
故阳离子交换膜两侧溶液相差5g，故答案为：5；
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