Question

10．電解Na₂SO₃溶液，可再生NaOH，同時得到H₂SO₄，其原理如圖所示（電極材料為石墨）．下列說法正確的是（　�。�

• A． 電解過程中若消耗12.6gNa₂SO₃，則陰極區(qū)變化的質(zhì)量為4.4g （假設(shè)該過程中所有液體進(jìn)出口密閉）
• B． b放電的電極反應(yīng)式為SO₃^2-+H₂O-e^-═SO₄^2-+2H⁺
• C． 電子由a經(jīng)內(nèi)電路流向b電極
• D． 圖中b極連接電源的正極，C 口流出的物質(zhì)是亞硫酸

Answer 1

分析 依據(jù)電解質(zhì)溶液中陰陽離子的移動方向判斷電極，陽離子移向陰極，a為陰極，b為陽極，SO₃^2-在陽極失去電子變成SO₄^2-，可能伴有氫氧根離子放電生成氧氣，所以C口流出的物質(zhì)是H₂SO₄，陰極區(qū)放電離子為氫離子生成氫氣，
A．依據(jù)電子守恒和電極反應(yīng)計算，陽極電極反應(yīng)式為SO₃^2--2e^-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺，陰極電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，電解過程中若消耗12.6gNa₂SO₃，物質(zhì)的量=$\frac{12.6g}{126g/mol}$=0.1mol，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)0.2mol，在陰極發(fā)生反應(yīng)：2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，放出氫氣0.1 mol，質(zhì)量減輕0.2 g，同時移向該區(qū)域0.2 mol的Na⁺；
B．b為陽極，SO₃^2-在陽極失去電子變成SO₄^2-；
C．電子不能通過電解質(zhì)溶液；
D．依據(jù)電解質(zhì)溶液中陰陽離子的移動方向判斷電極，陽離子移向陰極，a為陰極，b為陽極，SO₃^2-在陽極失去電子變成SO₄^2-，可能伴有氫氧根離子放電生成氧氣，所以C口流出的物質(zhì)是H₂SO₄．

解答 解：A．依據(jù)電子守恒和電極反應(yīng)計算，陽極電極反應(yīng)式為SO₃^2--2e^-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺，陰極電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，電解過程中若消耗12.6gNa₂SO₃，物質(zhì)的量=$\frac{12.6g}{126g/mol}$=0.1mol，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)0.2mol，在陰極發(fā)生反應(yīng)：2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，放出氫氣0.1 mol，質(zhì)量減輕0.2 g，同時移向該區(qū)域0.2 mol的Na⁺，則陰極區(qū)變化的質(zhì)量=0.2mol×23g/mol-0.2g=4.4g，故A正確；
B．b為陽極，SO₃^2-在陽極失去電子變成SO₄^2-，陽極電極反應(yīng)式為SO₃^2--2e^-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺，故B錯誤；
C．電子不能通過電解質(zhì)溶液，應(yīng)是沿外電路a流向b，故C錯誤；
D．陰極區(qū)放電離子為氫離子生成氫氣，陰極電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，A口出來的是氫氣，b極應(yīng)接電源正極，陽極電極反應(yīng)式為SO₃^2--2e^-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺，所以A口放出的物質(zhì)是氫氣，從C口流出的是濃度較大的硫酸，故D錯誤；故選A．

點評 本題考查了電解的原理，明確電解池工作原理是解題關(guān)鍵，根據(jù)陰陽離子的移動方向判斷電極，注意電解質(zhì)電極判斷的方法和電極反應(yīng)式書寫注意問題為易錯點，題目難度中等．