Question

4．膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用．有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N₂O₅（N₂O₅极易和水反应），装置如图：
（1）A装置是原电池 （填“原电池”或“电解池”）．
（2）N₂O₅在电解池的c极（填“c极”或“d极”）区生成，d电极的电极反应式为N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺．
（3）A装置中通入SO₂一极的电极反应式为SO₂-2e+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺．
（4）若A装置中通入SO₂的体积为22.4L （标准状况）时，B池中生成的N₂O₅的物质的量为2 mol．

Answer 1

分析 （1）A装置能自发的进行氧化还原反应且没有外接电源；
（2）与电源的正极相连的电极为阳极，N₂O₄在阳极失电子生成N₂O₅；
（3）A装置中，通入二氧化硫的电极失电子发生氧化反应，为负极；
（4）根据电极方程式中物质与电子的关系计算．

解答 解：（1）A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，
故答案为：原电池；
（2）与电源的正极相连的电极为阳极，c极与正极相连为阳极，N₂O₄在阳极失电子生成N₂O₅，电极反应式为：N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺；
故答案为：c极；N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺；
（3）A装置中，a电极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸，该电极为负极，电极反应式为SO₂-2e+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：SO₂-2e+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；
（4）若A装置中通入SO₂的体积为22.4L （标准状况）时，即消耗1mol二氧化硫，则转移电子为2mol，由N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺可知，生成2molN₂O₅；
故答案为：2．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，根据是否自发进行判断原电池和电解池，再结合各个电极上发生的电极反应分析解答，难点是电极反应式的书写，题目难度中等，侧重于考查学的分析能力和计算能力．