Question

【題目】（1）下圖中甲池的總反應式為N2H4＋O2===N2＋2H2O。甲池中負極上的電極反應式為_________，乙池中石墨電極上發(fā)生的反應為_______________。甲池中每消耗0.1 mol N2H4，乙池電極上則會析出_________ g固體。

（2）鎂燃料電池在可移動電子設備電源和備用電源等方面應用前景廣闊。下圖為“鎂—次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖，電極為鎂合金和鉑合金。E為該燃料電池的_______極（填“正”或“負”）。F電極上的電極反應式為______________。

（3）下圖為電化學法生產硫酸的工藝示意圖，電池以固體金屬氧化物作電解質，該電解質能傳導O2-離子。S(g)在負極生成SO3的電極反應式為____________________。已知S(g)在負極發(fā)生的反應為可逆反應，為提高硫蒸氣的轉化率，該工藝采取的措施有____________（任寫一條）。

Answer 1

【答案】N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O 2H2O－4e－===O2↑＋4H+或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 12.8 負 ClO－ + 2e－ + H2O = Cl－+ 2OH－ S- 6e－ +3O2- = SO3 硫磺（二氧化硫）循環(huán)使用；用稀硫酸吸收SO3（減小生成物濃度，有利于提高S轉化率）

【解析】

(1)甲池為燃料電池，N2H4失電子生成氮氣；乙池為電解池，石墨電極與正極相連為陽極，氫氧根在陽極失電子發(fā)生氧化反應；根據電路中每個電極得失電子守恒計算；

(2)原電池中，負極上失電子發(fā)生氧化反應，化合價升高，正極上得電子發(fā)生還原反應，化合價降低，據此圖示判斷正負極，并書寫電極反應式；

(3)根據圖示，S轉化為SO2和SO3，發(fā)生氧化反應，結合電解質為固體金屬氧化物書寫電極反應式；結合平衡移動原理分析提高轉化率的方法。

(1)甲池為燃料電池，負極上發(fā)生氧化反應，電極反應式為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；乙池為電解池，石墨電極與正極相連為陽極，氫氧根在陽極失電子發(fā)生氧化反應，反應式為4OH--4e-=2H2O+O2↑；甲池中每消耗0.1molN2H4，則根據負極N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，轉移0.4mol電子，所以乙池電極上則會析出×64g/mol=12.8g銅，故答案為：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；4OH--4e-=2H2O+O2；12.8。

(2)①燃料電池中，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，化合價升高，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應，化合價降低，根據圖知，Mg元素化合價由0價變?yōu)?/span>+2價、Cl元素化合價由+1價變?yōu)?/span>-1價，所以E是負極、F是正極，正極上次氯酸根離子得電子和水反應生成氯離子和氫氧根離子，電極反應式為ClO-+2e-+H2O═Cl-+2OH-，故答案為：負；ClO-+2e-+H2O═Cl-+2OH-；

(3)根據圖示，S轉化為SO2和SO3，S元素的化合價升高，發(fā)生氧化反應，則S為負極，通氧氣一端為正極，S(g)在負極生成SO2和SO3的電極反應式為S-4e-+2O2-=SO2、S-6e-+3O2-=SO3；若提高轉化率，則平衡正向移動，所以可采取硫磺(二氧化硫)循環(huán)使用或用稀硫酸吸收三氧化硫，故答案為：S-6e-+3O2-=SO3；硫磺(二氧化硫)循環(huán)使用；用稀硫酸吸收三氧化硫。