Question

電化學(xué)原理在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的作用，請(qǐng)利用所學(xué)知識(shí)回答有關(guān)問題。
（1）用電解的方法將硫化鈉溶液氧化為多硫化物的研究具有重要的實(shí)際意義，將硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗔蚧�物是電解法處理硫化氫廢氣的一個(gè)重要內(nèi)容。如圖，是電解產(chǎn)生多硫化物的實(shí)驗(yàn)裝置：

①已知陽(yáng)極的反應(yīng)為（x＋1）S^2－=S_x＋S^2－＋2xe^－，則陰極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。
當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移x mol電子時(shí)，產(chǎn)生的氣體體積為____________（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。
②將Na₂S·9H₂O溶于水中配制硫化物溶液時(shí)，通常是在氮?dú)鈿夥障氯芙�。其原因是（用離子反應(yīng)方程式表示）：___________________________________________________。
（2）MnO₂是一種重要的無機(jī)功能材料，制備MnO₂的方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO₄溶液，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為______________________�，F(xiàn)以鉛蓄電池為電源電解酸化的MnSO₄溶液，如圖所示，鉛蓄電池的總反應(yīng)方程式為_______________________________________________，當(dāng)蓄電池中有4 mol H^＋被消耗時(shí)，則電路中通過的電子的物質(zhì)的量為________，MnO₂的理論產(chǎn)量為________g。

（3）用圖電解裝置可制得具有凈水作用的FeO₄^2-。實(shí)驗(yàn)過程中，兩極均有氣體產(chǎn)生，Y極區(qū)溶液逐漸生成FeO₄^2-。

①電解過程中，X極區(qū)溶液的pH________（填“增大”“減小”或“不變”）。
②電解過程中，Y極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－6e^－＋8OH^－=FeO₄^2-＋4H₂O和________________________________________________________________________，
若在X極收集到672 mL氣體，在Y極收集到168 mL氣體（均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體體積），則Y電極（鐵電極）質(zhì)量減少________g。

Answer 1

（1）①2H₂O＋2e^－=2OH^－＋H₂↑（或2H^＋＋2e^－=H₂↑）　11.2x L
②2S^2－＋O₂＋2H₂O=2S↓＋4OH^－
（2）Mn^2＋－2e^－＋2H₂O=MnO₂＋4H^＋
Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄=2PbSO₄＋2H₂O
2 mol　87
（3）增大　4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑　0.28

（1）電解時(shí)，水電離的H^＋在陰極發(fā)生得電子還原反應(yīng)，生成H₂。根據(jù)電子守恒可知有x mol電子轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生H₂ 0.5x mol。S^2－具有較強(qiáng)還原性，易被空氣中的氧氣氧化，故配制溶液時(shí)需要氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣。
（2）根據(jù)題意Mn^2＋失電子生成MnO₂，產(chǎn)物中的氧元素來源于水，生成H^＋，再將電極方程式配平即可。
（3）圖中X極的電極反應(yīng)為2H^＋＋2e^－=H₂↑（或2H₂O＋2e^－=H₂↑＋2OH^－），所以X極區(qū)的pH增大，由生成氫氣672 mL，可知得電子數(shù)為0.06 mol，Y極生成氧氣為168 mL，失電子數(shù)0.03  mol，由得失電子守恒可知鐵失電子數(shù)為0.03 mol，由電極反應(yīng)可知鐵溶解為0.005 mol，即0.28 g。