Question

【題目】（1）下圖中甲池的總反應(yīng)式為N2H4＋O2===N2＋2H2O。甲池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式為_________，乙池中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為_______________。甲池中每消耗0.1 mol N2H4，乙池電極上則會(huì)析出_________ g固體。

（2）鎂燃料電池在可移動(dòng)電子設(shè)備電源和備用電源等方面應(yīng)用前景廣闊。下圖為“鎂—次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖，電極為鎂合金和鉑合金。E為該燃料電池的_______極（填“正”或“負(fù)”）。F電極上的電極反應(yīng)式為______________。

（3）下圖為電化學(xué)法生產(chǎn)硫酸的工藝示意圖，電池以固體金屬氧化物作電解質(zhì)，該電解質(zhì)能傳導(dǎo)O2-離子。S(g)在負(fù)極生成SO3的電極反應(yīng)式為____________________。已知S(g)在負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，為提高硫蒸氣的轉(zhuǎn)化率，該工藝采取的措施有____________（任寫一條）。

Answer 1

【答案】N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O 2H2O－4e－===O2↑＋4H+或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 12.8 負(fù) ClO－ + 2e－ + H2O = Cl－+ 2OH－ S- 6e－ +3O2- = SO3 硫磺（二氧化硫）循環(huán)使用；用稀硫酸吸收SO3（減小生成物濃度，有利于提高S轉(zhuǎn)化率）

【解析】

(1)甲池為燃料電池，N2H4失電子生成氮?dú)�；乙池為電解池，石墨電極與正極相連為陽(yáng)極，氫氧根在陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；根據(jù)電路中每個(gè)電極得失電子守恒計(jì)算；

(2)原電池中，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，化合價(jià)升高，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，化合價(jià)降低，據(jù)此圖示判斷正負(fù)極，并書寫電極反應(yīng)式；

(3)根據(jù)圖示，S轉(zhuǎn)化為SO2和SO3，發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)為固體金屬氧化物書寫電極反應(yīng)式；結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析提高轉(zhuǎn)化率的方法。

(1)甲池為燃料電池，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；乙池為電解池，石墨電極與正極相連為陽(yáng)極，氫氧根在陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑；甲池中每消耗0.1molN2H4，則根據(jù)負(fù)極N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，轉(zhuǎn)移0.4mol電子，所以乙池電極上則會(huì)析出×64g/mol=12.8g銅，故答案為：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；4OH--4e-=2H2O+O2；12.8。

(2)①燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，化合價(jià)升高，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，化合價(jià)降低，根據(jù)圖知，Mg元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià)、Cl元素化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?/span>-1價(jià)，所以E是負(fù)極、F是正極，正極上次氯酸根離子得電子和水反應(yīng)生成氯離子和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為ClO-+2e-+H2O═Cl-+2OH-，故答案為：負(fù)；ClO-+2e-+H2O═Cl-+2OH-；

(3)根據(jù)圖示，S轉(zhuǎn)化為SO2和SO3，S元素的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，則S為負(fù)極，通氧氣一端為正極，S(g)在負(fù)極生成SO2和SO3的電極反應(yīng)式為S-4e-+2O2-=SO2、S-6e-+3O2-=SO3；若提高轉(zhuǎn)化率，則平衡正向移動(dòng)，所以可采取硫磺(二氧化硫)循環(huán)使用或用稀硫酸吸收三氧化硫，故答案為：S-6e-+3O2-=SO3；硫磺(二氧化硫)循環(huán)使用；用稀硫酸吸收三氧化硫。