Question

膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用，有人设想利用化学原理制备少量硫酸和绿色氧化剂N₂O₅，装置图如图．
（1）A装置是

 

，B装置是

 

（填“原电池”或“电解池”）．
（2）在电解池的

 

（填“阳极”或“阴极”）区生成，其电极反应式为

 

．
（3）通入O₂一极的电极反应式为

 

．
（4）若通入SO₂的速率为2.24L?min^-1（标准状况），为持续稳定生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的注入速率应为

 

g?min^-1．

Answer 1

考点：电解原理

专题：

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，所以原电池，则B属于电解池；
（2）N₂O₅是N₂O₄失电发生氧化反应，所在阳极区，电极反应式为：N₂O₄-2e^-+H₂O=N₂O₅+2H⁺；
（3）通入O₂一极是原电池的正极，电极反应式为：O₂-4e^-+4H⁺=2H₂O；
（4）电池的总反应式为：2SO₂+2H₂O+O₂=2H₂SO₄，根据方程式计算，注意硫酸的浓度不变．

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，所以原电池，B有外接电源，属于电解池，故答案为：原电池； 电解池；
（2）N₂O₅是N₂O₄失电发生氧化反应，所在阳极区，电极反应式为：N₂O₄-2e^-+H₂O=N₂O₅+2H⁺；
故答案为：阳极；N₂O₄-2e^-+H₂O=N₂O₅+2H⁺；
（3）通入O₂一极是原电池的正极，电极反应式为：O₂-4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案为：O₂-4e^-+4H⁺=2H₂O；
（4）电池的总反应式为：2SO₂+2H₂O+O₂=2H₂SO₄，1min内n（SO₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，消耗水0.1mol，生成硫酸的质量为：0.1mol×98g/mol=9.8g，消耗水的质量为：0.1mol×18g/mol=1.8g，
设1min内通入xmLH₂O，
则有：

9.8g

9.8g+x×1g/mL-1.8g

×100%=0.5
x=11.6mL/min，
故答案为：11.6．

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，题目难度不大．