Question

11．电解原理在工业生产中应用广泛．
（1）电解法生产MnO₂的方法是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液．MnO₂在阳极产生，若电解电路中通过2mol电子，则MnO₂的理论产量为87 g．
（2）工业二氧化硫尾气用Na₂SO₃吸收后转化为NaHSO₃溶液，再用惰性电极电解NaHSO₃ 溶液，可在生产硫酸的同时再生成 Na₂SO₃． 原理如图所示．
①电解总反应方程式是2NaHSO₃+H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂SO₄+Na₂SO₃+H₂↑．
②阳极区可能放出SO₂，分析其产生的原因：．

Answer 1

分析 （1）电解酸化的MnSO₄溶液时，根据离子的放电顺序，阴极上首先放电的是H⁺，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极反应式为：MnSO₄-2e^-+2H₂O═MnO₂+SO₄^2-+4H⁺，若电路中通过2mol电子产生1molMnO₂，质量为87g；
（2）电解NaHSO₃溶液可在生产硫酸的同时再生成Na₂SO₃，硫的化合价升高，所以阳极是HSO₃^-溶液失去电子被氧化生成SO₄^2-，阴极为氢离子得电子生成氢气，据此书写总反应；电解过程中，阳极区可能发生反应：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O．

解答 解：（1）阳极反应式为：MnSO₄-2e^-+2H₂O═MnO₂+SO₄^2-+4H⁺，因为MnSO₄～MnO₂～2e^-，通过2mol电子产生1molMnO₂，其质量为87g．
故答案为：阳；87；
（2）电解池中阳极失去电子，发生氧化反应，电解NaHSO₃溶液可在生产硫酸的同时再生成Na₂SO₃，硫的化合价升高，所以阳极是HSO₃^-溶液失去电子被氧化生成SO₄^2-，阴极为氢离子得电子生成氢气，所以电解总反应方程式是2NaHSO₃+H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂SO₄+Na₂SO₃+H₂↑；电解过程中，HSO₃^-通过阴离子交换膜进入阳极区，再与H⁺发生反应：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O，产生SO₂，
故答案为：2NaHSO₃+H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂SO₄+Na₂SO₃+H₂↑；电解过程中，HSO₃^-通过阴离子交换膜进入阳极区，再与H⁺发生反应：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O，产生SO₂．

点评 本题考查了原电池电极反应和电解池原理的理解应用，侧重于学生的分析能力的考查，难度中等．