Question

膜技術(shù)原理在化工生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，有人設(shè)想利用化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色氧化劑N₂O₅，裝置圖如圖．
（1）A裝置是

 

，B裝置是

 

（填“原電池”或“電解池”）．
（2）在電解池的

 

（填“陽極”或“陰極”）區(qū)生成，其電極反應(yīng)式為

 

．
（3）通入O₂一極的電極反應(yīng)式為

 

．
（4）若通入SO₂的速率為2.24L?min^-1（標(biāo)準(zhǔn)狀況），為持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，硫酸溶液的濃度應(yīng)維持不變，則左側(cè)水的注入速率應(yīng)為

 

g?min^-1．

Answer 1

考點：電解原理

專題：

分析：（1）A裝置能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)且沒有外接電源，所以原電池，則B屬于電解池；
（2）N₂O₅是N₂O₄失電發(fā)生氧化反應(yīng)，所在陽極區(qū)，電極反應(yīng)式為：N₂O₄-2e^-+H₂O=N₂O₅+2H⁺；
（3）通入O₂一極是原電池的正極，電極反應(yīng)式為：O₂-4e^-+4H⁺=2H₂O；
（4）電池的總反應(yīng)式為：2SO₂+2H₂O+O₂=2H₂SO₄，根據(jù)方程式計算，注意硫酸的濃度不變．

解答： 解：（1）A裝置能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)且沒有外接電源，所以原電池，B有外接電源，屬于電解池，故答案為：原電池； 電解池；
（2）N₂O₅是N₂O₄失電發(fā)生氧化反應(yīng)，所在陽極區(qū)，電極反應(yīng)式為：N₂O₄-2e^-+H₂O=N₂O₅+2H⁺；
故答案為：陽極；N₂O₄-2e^-+H₂O=N₂O₅+2H⁺；
（3）通入O₂一極是原電池的正極，電極反應(yīng)式為：O₂-4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案為：O₂-4e^-+4H⁺=2H₂O；
（4）電池的總反應(yīng)式為：2SO₂+2H₂O+O₂=2H₂SO₄，1min內(nèi)n（SO₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，消耗水0.1mol，生成硫酸的質(zhì)量為：0.1mol×98g/mol=9.8g，消耗水的質(zhì)量為：0.1mol×18g/mol=1.8g，
設(shè)1min內(nèi)通入xmLH₂O，
則有：

9.8g

9.8g+x×1g/mL-1.8g

×100%=0.5
x=11.6mL/min，
故答案為：11.6．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)是否自發(fā)進(jìn)行判斷原電池和電解池，再結(jié)合各個電極上發(fā)生的電極反應(yīng)分析解答，難點是電極反應(yīng)式的書寫，題目難度不大．