Question

19．某科研機(jī)構(gòu)用NaOH溶液吸收硫酸工業(yè)廢氣中的SO₂，將所得的Na₂SO₃溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到某種副產(chǎn)物，其原理如圖所示（電極材料為石墨）．
（1）當(dāng)有1 mol Na⁺通過陽離子交換膜時(shí)，a極生成氣體11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），陽極的電極反應(yīng)式是SO₃^2--2e^-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺．
（2）稀NaOH溶液的作用是增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，B處流出較濃的NaOH溶液，C處流出的是較濃的硫酸．
（3）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若用甲烷-空氣燃料電池做電源，處理含SO₂20%（體積分?jǐn)?shù)）的廢氣40m³，理論上需要消耗甲烷2m³．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)有1 mol Na⁺通過陽離子交換膜時(shí)，說明整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移1mol的電子，而a極是陰極，電極式為：2 H⁺+2e^-=H₂↑，所以生成氣體的物質(zhì)的量為0.5mol，所以體積為為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），陽極是亞硫酸根離子發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是  SO₃^2--2e^-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺；
（2）稀NaOH溶液的作用是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，B處流出較濃的NaOH溶液，C處是b極陽極是亞硫酸根離子發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是  SO₃^2--2e^-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺，則流出的是較濃的硫酸；
（3）根據(jù)得失電子，C H₄～4 SO₂進(jìn)行計(jì)算求解．

解答 解：（1）當(dāng)有1 mol Na⁺通過陽離子交換膜時(shí)，說明整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移1mol的電子，而a極是陰極，電極式為：2 H⁺+2e^-=H₂↑，所以生成氣體的物質(zhì)的量為0.5mol，所以體積為為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），陽極是亞硫酸根離子發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是  SO₃^2--2e^-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺，故答案為：11.2；SO₃^2--2e^-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺；
（2）稀NaOH溶液的作用是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，B處流出較濃的NaOH溶液，C處是b極陽極是亞硫酸根離子發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是  SO₃^2--2e^-+H₂O═SO₄^2-+2H⁺，則流出的是較濃的硫酸，故答案為：增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性；較濃的硫酸；
（3）C H₄～4 SO₂
          1        4
          V     40×20%
所以V=2，故答案為：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理、電極方程式的書寫等知識(shí)，注意知識(shí)的歸納和梳理是關(guān)鍵，難度中等．