Question

20．利用膜技術(shù)原理和電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N₂O₅，裝置如圖所示，下列說法不正確的是（　�。�

• A． 電極a和電極c都發(fā)生氧化反應(yīng)
• B． 電極d的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑
• C． 裝置X中通入SO₂的速率為2.24L•min^-1（標(biāo)準(zhǔn)狀況），為穩(wěn)定持續(xù)生產(chǎn)，硫酸溶液的濃度應(yīng)維持不變，則左側(cè)水的流入速率應(yīng)為1.16L•min^-1
• D． 裝置X中每消耗64g SO₂，理論上裝置X和裝置Y中均有1mol H⁺通過質(zhì)子交換膜

Answer 1

分析 A裝置能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)且沒有外接電源，所以是原電池，a極上二氧化硫失電子為負(fù)極，b上氧氣得電子為正極，B屬于電解池，與電源的正極b相連的電極c為陽極，N₂O₄在陽極失電子生成N₂O₅，d為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，據(jù)此分析．

解答 解：A．電極a為負(fù)極，電極c為陽極，負(fù)極和陽極都發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；
B．d為陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，電極d的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故B正確；
C．電池的負(fù)極反應(yīng)式為：SO₂-2e^-+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-，1min內(nèi)n（SO₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，消耗水0.2mol，生成硫酸的質(zhì)量為：0.1mol×98g/mol=9.8g，消耗水的質(zhì)量為：0.2mol×18g/mol=3.6g，氫離子向右側(cè)正極區(qū)定向移動(dòng)0.2mol，即0.2g H⁺，設(shè)1min內(nèi)通入xmLH₂O，則有：$\frac{9.8g}{9.8g+x×1g/mol-3.6g-0.2g}$×100%=50%，x=13.6mL/min，故C錯(cuò)誤；
D．裝置X中每消耗64g SO₂，即1mol，轉(zhuǎn)移電子為2mol，由電荷守恒可知，理論上裝置X和裝置Y中均有2mol H⁺通過質(zhì)子交換膜，故D錯(cuò)誤．
故選CD．

點(diǎn)評 本題考查了原電池和電解池原理，題目難度中等，根據(jù)是否自發(fā)進(jìn)行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，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，側(cè)重于考查學(xué)的分析能力和計(jì)算能力．