Question

【題目】膜技術原理在化工生產中有著廣泛的應用。有人設想利用電化學原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N2O5，裝置圖如下。

(1)A裝置是__________，B裝置是_____________(填“原電池”或“電解池”)。

(2)N2O5在電解池的_____(填“c極”或“d極”)區生成，其電極反應式為______________。

(3)A裝置中通入O2的一極是____極，其電極反應式為_________________；通入SO2的一極是_____極，其電極反應式為_________________。

Answer 1

【答案】原電池 電解池 c極 N2O4＋2HNO3－2e－2N2O5＋2H＋ 正 O2＋4H＋＋4e－2H2O 負 SO2－2e－＋2H2OSO42-＋4H＋

【解析】

由于B裝置中c、d兩極均為惰性電極，不符合構成原電池的條件，因此可推知A裝置為原電池（可視作燃料電池），用來制備H2SO4，B裝置為電解池，用來制備N2O5，A裝置為B裝置提供電能。A中通入SO2的一極發生氧化反應，為原電池負極，通入O2的一極發生還原反應，為原電池正極，c電極與電池正極相連，c是陽極；d與與電池負極相連，d是陰極。

(1)由于B裝置中c、d兩極均為惰性電極，不符合構成原電池的條件，因此可推知A裝置為原電池，用來制備H2SO4，B裝置為電解池。

(2)N2O4發生氧化反應生成N2O5，所以N2O5在電解池的c極(陽極)生成，電極反應式是N2O4＋2HNO3－2e－2N2O5＋2H＋；

(3)A裝置中O2得電子發生還原反應，通入O2的一極是正極，其電極反應式為O2＋4H＋＋4e－2H2O；SO2發生氧化反應生成硫酸，通入SO2的一極是負極，其電極反應式為SO2－2e－＋2H2OSO42-＋4H＋。