Question

18．膜技術原理在化工生產(chǎn)中有著廣泛的應用．設想利用電化學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． 當電路中通過2mole^-，A、B中各有2molH⁺通過隔膜，但移動方向相反
• D． c電極的電極反應方程式為：N₂O₄+2HNO₃-2e^-═2N₂O₅+2H⁺

Answer 1

分析 A裝置能自發(fā)的進行氧化還原是原電池裝置，a極上二氧化硫失電子為負極，電極反應為：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺，氫離子通過質子膜，b上氧氣得電子為正極，電極反應為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
B屬于電解池，與原電池的正極b相連的電極c為陽極，N₂O₄在陽極失電子生成N₂O₅，電極反應為：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，電極反應為：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺，d為陰極，氫離子在陰極得電子生成氫氣，電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，串聯(lián)電路中轉移電子守恒可知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⁺，則有關系式：SO₂～2e^-～4H⁺，B中N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺，則有關系式：N₂O₄～2e^-～2H⁺，所以電子與氫離子的關系前者為1：2，后者為1：1，當電路中通過2mol e^-，A中負極有4molH⁺產(chǎn)生，陽離子向正極移動，即從左邊遷移到右邊；B中陽極有2molH⁺產(chǎn)生，陽離子向陰極移動，即從左邊遷移到右邊，故C錯誤；
D．c是陽極，d是陰極，陽極上N₂O₄放電生成N₂O₅，電極反應為N₂O₄-2e^-+2HNO₃=2N₂O₅+2H⁺，故D正確；
故選C．

點評 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)進行氧化還原反應判斷原電池和電解池，再結合各個電極上發(fā)生的電極反應分析解答，易錯點是B裝置中的無水硝酸在寫電極反應式時不能拆，側重考查學生分析能力和計算能力．