题目内容

过二硫酸的化学式为H2S2O8,硫元素的形式氧化态可看作是+7,所以是一种强氧化剂.工业上常用电解硫酸和硫酸钾的混合溶液制过二硫酸钾,且在65℃时熔化并分解.电解反应的离子方程式是:2HSO
 
-
4
 直流电 
.
 
S2O
 
2-
8
+H2↑,电解装置图为:图中阳离子膜将电解池分为阴阳两极池,且只允许阳离子通过,不允许阴离子通过,用铂作电极可减缓OH-的放电.
(1)阴极池是
 
(填“左”或“右”),阴极电极反应式是
 
,阳极电极电极反应式是
 

(2)硫酸和硫酸钾的混合溶液从A口逐渐流入,含K2S2O8和H2S2O8的粗产品从
 
口流出(填字母代号),应从B口逐渐补充的物质是
 

(3)阳极的副产物是
 
,产生该副产物的电极反应式是
 
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)根据与电源负极相连的为阴极发生还原反应,与正极相连的为阳极发生氧化反应来判断;
(2)根据阴极、阳极的反应产物判断;
(3)阳极OH-放电生成氧气,据此分析.
解答: 解:(1)与电源负极相连的为阴极,则阴极池是右,根据2HSO
 
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4
 直流电 
.
 
S2O
 
2-
8
+H2↑,所以阴极氢离子得电子发生还原反应,反应式为2H++2e-=H2↑,阳极硫酸氢根失电子生成过二硫酸根发生氧化反应,反应式为2HSO4--2e-=S2O82-+2H+;故答案为:右;2H++2e-=H2↑;2HSO4--2e-=S2O82-+2H+
(2)由阳极反应式为2HSO4--2e-=S2O82-+2H+,则含K2S2O8和H2S2O8的粗产品阳极产生,所以应从C口流出;阴极氢离子得电子发生还原反应,反应式为2H++2e-=H2↑,所以应从B口逐渐补充的物质是H2O,故答案为:C;H2O;
(3)阳极OH-放电生成氧气,反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O;故答案为:O2;4OH--4e-=O2↑+2H2O.
点评:本题考查了电解池原理,能根据信息正确判断两极的反应是解本题的关键,题目难度中等.
练习册系列答案
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碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用.请回答下列问题:
(1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2
若2molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为1734kJ,则△H2=
 

(2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁.其反应如下:
Fe2O3(s)+3CH4(g)?2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)△H>0
①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g.则该段时间内CO的平均反应速率为
 

②若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是
 
(选填序号)
a.CH4的转化率等于CO的产率      
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v(CO)与v(H2)的比值不变    
d.固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA
 
KB(填“>”、“<”或“=”).纵坐标可以表示的物理量有哪些
 

a.H2的逆反应速率              
b.CH4的体积分数
c.混合气体的平均相对分子质量   
d.CO的体积分数
(3)工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低,而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率.电化学合成氨过程的总反应式为:N2+3H2
一定条件
2NH3,该过程中还原反应的方程式为
 

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