Question

18．膜技術(shù)原理在化工生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用．設(shè)想利用電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N₂O₅，裝置圖如下，下列說法不正確的是（　�。�

• A． A是原電池，B是電解池
• B． 同溫同壓下，a電極消耗氣體和d電極產(chǎn)生氣體體積相等
• C． 當(dāng)電路中通過2mole^-，A、B中各有2molH⁺通過隔膜，但移動(dòng)方向相反
• D． c電極的電極反應(yīng)方程式為：N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺

Answer 1

分析 A裝置能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原是原電池裝置，a極上二氧化硫失電子為負(fù)極，電極反應(yīng)為：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺，氫離子通過質(zhì)子膜，b上氧氣得電子為正極，電極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
B屬于電解池，與原電池的正極b相連的電極c為陽(yáng)極，N₂O₄在陽(yáng)極失電子生成N₂O₅，電極反應(yīng)為：N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺，d為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，據(jù)此分析解答．

解答 解：A．據(jù)分析可知A裝置是原電池，B裝置是電解池，故A正確；
B．a(chǎn)極上二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺，d為陰極，氫離子在陰極得電子生成氫氣，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子守恒可知SO₂～2e^-～H₂，則a電極消耗氣體和d電極產(chǎn)生氣體體積在相同條件下相等，故B正確；
C．A裝置中SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺，則有關(guān)系式：SO₂～2e^-～4H⁺，B中N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺，則有關(guān)系式：N₂O₄～2e^-～2H⁺，所以電子與氫離子的關(guān)系前者為1：2，后者為1：1，當(dāng)電路中通過2mol e^-，A中負(fù)極有4molH⁺產(chǎn)生，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即從左邊遷移到右邊；B中陽(yáng)極有2molH⁺產(chǎn)生，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，即從左邊遷移到右邊，故C錯(cuò)誤；
D．c是陽(yáng)極，d是陰極，陽(yáng)極上N₂O₄放電生成N₂O₅，電極反應(yīng)為N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺，故D正確；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池和電解池工作原理，題目難度中等，根據(jù)是否自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)判斷原電池和電解池，再結(jié)合各個(gè)電極上發(fā)生的電極反應(yīng)分析解答，易錯(cuò)點(diǎn)是B裝置中的無水硝酸在寫電極反應(yīng)式時(shí)不能拆，側(cè)重考查學(xué)生分析能力和計(jì)算能力．