Question

7．如圖裝置，用電化學(xué)原理制備硫酸，并電解500mL 0.2mol?L^-1AgNO₃溶液．請回答下列問題：
（1）通入SO₂的電極為負(fù)極（填“正”或“負(fù)”，下同），其電極反應(yīng)式為SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺．
（2）乙池溶液中NO₃^-移向C（填“C”或“Fe”）極，鐵電極發(fā)生還原反應(yīng)（填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”）；乙池中滴加幾滴紫色石蕊試液，碳電極附近的現(xiàn)象是溶液變紅，乙池的總反應(yīng)的離子方程式為4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺．
（3）當(dāng)乙池中析出5.4g Ag時，甲池中通入O₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為280mL，乙池溶液的pH為1（忽略溶液體積變化不計）．

Answer 1

分析 甲為燃料電池，通入二氧化硫的以及為負(fù)極，被氧化，生成硫酸，電極方程式為SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺，通入氧氣的以及為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，乙為電解池，鐵為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銀，C為陽極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氧氣，以此解答該題．

解答 解：（1）二氧化硫具有還原性，為原電池的負(fù)極，電極方程式為SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：負(fù)；SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺；
（2）C棒與正極氧氣相連為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，所以滴紫色石蕊試液，碳電極附近的現(xiàn)象是溶液變紅，NO₃^-移向陽極C棒，鐵與負(fù)極相連為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銀，總反應(yīng)為4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，故答案為：C；還原反應(yīng)；溶液變紅；4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺；
（3）n（Ag）=$\frac{5.4g}{108g/mol}$=0.05mol，由電極方程式電極方程式為Ag⁺+e^-═Ag可知轉(zhuǎn)移0.05mol電子，由O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O可知，甲池中通入O₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.05mol×$\frac{1}{4}$×22.4L/mol=0.28L=280mL，由乙池總反應(yīng)4Ag⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4H⁺，得溶液中氫離子濃度為$\frac{0.05}{0.5}$=0.1mol/L，所以PH=1，故答案為：280；1；

點評 本題綜合考查原電池、電解池知識，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，本題注意把握原電池的工作原理，難度中等．