Question

17．電化學(xué)原理在生產(chǎn)生活中應(yīng)用十分廣泛．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）通過(guò)SO₂傳感器可監(jiān)測(cè)大氣中SO₂的含量，其工作原理如圖1所示．
①固體電解質(zhì)中O^2-向負(fù)極移動(dòng)（填“正”或“負(fù)”）．
②寫(xiě)出V₂O₅電極的電極反應(yīng)式：SO₂-2e^-+O^2-=SO₃．
（2）如圖2所示裝置I是一種可充電電池，裝置Ⅱ是一種以石墨為電極的家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器．裝置I中離子交換膜只允許Na⁺通過(guò)，充放電的化學(xué)方程式為：2Na₂S₂+NaBr₃$?_{充電}^{放電}$Na₂S₄+3NaBr
①負(fù)極區(qū)電解質(zhì)為：Na₂S₂、Na₂S₄（用化學(xué)式表示）
②家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器發(fā)生反應(yīng)的離子方程為Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑．
③閉合開(kāi)關(guān)K，當(dāng)有0.04mol Na⁺通過(guò)離子交換膜時(shí)，a電極上析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為448mL．
（3）如圖3Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“AsO₄^3-+2I^-+2H⁺?AsO₃^3-+I₂+H₂O”設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中C₁、C₂均為碳棒．甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸或40%NaOH溶液，電流表指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；乙組經(jīng)思考后先添加了一種離子交換膜，然后向圖Ⅱ燒杯右側(cè)中逐滴加入適量濃鹽酸或適量40%NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)電流表指針都發(fā)生偏轉(zhuǎn)．
①甲組電流表指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是氧化還原反應(yīng)在電解質(zhì)溶液中直接進(jìn)行，沒(méi)有電子沿導(dǎo)線通過(guò)．
②乙組添加的是陽(yáng)（填“陰”或“陽(yáng)”）離子交換膜．

Answer 1

分析 （1）①原電池中陰離子移向負(fù)極；
②在V₂O₅電極上，SO₂失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成SO₃；
（2）①原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；
②電解氯化鈉溶液生成NaOH、氯氣和氫氣，氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉；
③a極生成氯氣，b極生成氫氣，當(dāng)有0.04mol Na⁺通過(guò)離子交換膜時(shí)，有0.04mol氫離子放電；
（3）①甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不發(fā)生原電池反應(yīng)；
②乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸或40%NaOH溶液，發(fā)生原電池反應(yīng)，A中發(fā)生I₂+2e^-═2I^-，為正極反應(yīng)，而B(niǎo)中As化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，以此分析．

解答 解：（1）①原電池中陰離子移向負(fù)極，故答案為：負(fù)；
②在V₂O₅電極上，SO₂失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成SO₃，電極方程式為：SO₂-2e^-+O^2-=SO₃，故答案為：SO₂-2e^-+O^2-=SO₃；
（2）①原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所含元素化合價(jià)升高，所以負(fù)極區(qū)電解質(zhì)為：Na₂S₂、Na₂S₄，故答案為：Na₂S₂、Na₂S₄；
②電解氯化鈉溶液生成NaOH、氯氣和氫氣，氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉，總反應(yīng)的離子方程式為Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑，故答案為：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑；
③a極生成氯氣，b極生成氫氣，當(dāng)有0.04mol Na⁺通過(guò)離子交換膜時(shí)，有0.04mol氫離子放電，生成氫氣0.02mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為：0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，故答案為：448；
（3）①甲組操作時(shí)，兩個(gè)電極均為碳棒，不發(fā)生原電池反應(yīng)，則微安表（G）指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故答案為：氧化還原反應(yīng)在電解質(zhì)溶液中直接進(jìn)行，沒(méi)有電子沿導(dǎo)線通過(guò)；
②乙組向圖ⅡB燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸或40%NaOH溶液，發(fā)生原電池反應(yīng)，A中發(fā)生I₂+2e^-═2I^-，為正極反應(yīng)，而B(niǎo)中As化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，添加了陽(yáng)離子交換膜，故答案為：陽(yáng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池電解池相關(guān)知識(shí)以及電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)和電解計(jì)算，題目難度較大．