Question

【題目】（1）利用電化學(xué)原理將CO、SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料，裝置如圖所示：

①若A為CO，B為H2，C為CH3OH，則通入CO的一極為___極，該極的電極反應(yīng)式為___。

②若A為SO2，B為O2，C為H2SO4，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為___。

③若A為NH3，B為O2，C為HNO3，則正極的電極反應(yīng)式為___。

④若用上述①作電池電解200mL含有0.1mol·L－1NaCl和0.1mol·L－1CuSO4的混合溶液(電極均為惰性電極)，當(dāng)消耗標(biāo)況下0.448LH2時(shí)，陽極產(chǎn)生的氣體為___(填化學(xué)式)，其物質(zhì)的量為___，溶液的pH＝___(忽略銅離子水解，假設(shè)電解前后溶液體積不變)。

（2）根據(jù)2CrO42-＋2H＋Cr2O72-＋H2O設(shè)計(jì)圖示裝置(均為惰性電極)

電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，圖中右側(cè)電極連接電源的___極，其電極反應(yīng)式為___。

Answer 1

【答案】正 CO+4e-+4H+=CH3OH SO2+2H2O-2e-= SO42-+4H+ O2+4e-+4H+=2H2O Cl2、O2 0.01mol、0.005mol 1 正 4 OH--4e- = O2↑+2H2O

【解析】

根據(jù)題中利用電化學(xué)原理將CO、SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料可知，本題考查電化學(xué)知識，運(yùn)用原電池原理和電解池原理分析。

（1）①燃料電池中，通入氧化劑的電極是正極、通入還原劑的電極是負(fù)極，該反應(yīng)中C元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?/span>-2價(jià)、H元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?/span>+1價(jià)，所以CO是氧化劑，則通入CO的電極為正極，電極方程式為CO+4e-+4H+=CH3OH，

故答案為：正；CO+4e-+4H+=CH3OH；

②若A為SO2，B為O2，C為H2SO4，負(fù)極上二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，電極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-= SO42-+4H+，

故答案為：SO2+2H2O-2e-= SO42-+4H+；

③若A為NH3，B為O2，C為HNO3，則正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣得電子生成水，電極方程式為O2+4e-+4H+=2H2O，

故答案為：O2+4e-+4H+=2H2O；

④計(jì)算得到，電解含有0.02mol CuSO4和0.02molNaCl的混合溶液200mL，當(dāng)消耗標(biāo)況下0.448LH2時(shí)，，則電路中轉(zhuǎn)移了0.04mole-，依據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒分析判斷：陽極：2Cl- - 2e- = Cl2↑ ，

0.02mol 0.02mol 0.01mol

4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑

0.02mol 0.02mol 0.005mol

陰極：Cu2+ + 2e- = Cu

0.02mol 0.04mol

陽極氫氧根離子減少0.02mol，則溶液中氫離子增加0.02mol，溶液中氫離子濃度=，溶液pH=1，

故答案為：Cl2、O2； 0.01mol、0.005mol；1；

（2）根據(jù)2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O設(shè)計(jì)圖示裝置（均為惰性電極）電解NaCrO4溶液制取NaCr2O7，需要通過電解消耗OH-，提高溶液的酸性，說明在該電極是陽極，連接電源的正極，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O，

故答案為：正；4OH--4e- = O2↑+2H2O。