Question

11．電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛．
（1）電解法生產(chǎn)MnO₂的方法是以石墨為電極，電解酸化的MnSO₄溶液．MnO₂在陽極產(chǎn)生，若電解電路中通過2mol電子，則MnO₂的理論產(chǎn)量為87 g．
（2）工業(yè)二氧化硫尾氣用Na₂SO₃吸收后轉(zhuǎn)化為NaHSO₃溶液，再用惰性電極電解NaHSO₃ 溶液，可在生產(chǎn)硫酸的同時(shí)再生成 Na₂SO₃． 原理如圖所示．
①電解總反應(yīng)方程式是2NaHSO₃+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂SO₄+Na₂SO₃+H₂↑．
②陽極區(qū)可能放出SO₂，分析其產(chǎn)生的原因：．

Answer 1

分析 （1）電解酸化的MnSO₄溶液時(shí)，根據(jù)離子的放電順序，陰極上首先放電的是H⁺，電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，陽極反應(yīng)式為：MnSO₄-2e^-+2H₂O═MnO₂+SO₄^2-+4H⁺，若電路中通過2mol電子產(chǎn)生1molMnO₂，質(zhì)量為87g；
（2）電解NaHSO₃溶液可在生產(chǎn)硫酸的同時(shí)再生成Na₂SO₃，硫的化合價(jià)升高，所以陽極是HSO₃^-溶液失去電子被氧化生成SO₄^2-，陰極為氫離子得電子生成氫氣，據(jù)此書寫總反應(yīng)；電解過程中，陽極區(qū)可能發(fā)生反應(yīng)：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O．

解答 解：（1）陽極反應(yīng)式為：MnSO₄-2e^-+2H₂O═MnO₂+SO₄^2-+4H⁺，因?yàn)镸nSO₄～MnO₂～2e^-，通過2mol電子產(chǎn)生1molMnO₂，其質(zhì)量為87g．
故答案為：陽；87；
（2）電解池中陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解NaHSO₃溶液可在生產(chǎn)硫酸的同時(shí)再生成Na₂SO₃，硫的化合價(jià)升高，所以陽極是HSO₃^-溶液失去電子被氧化生成SO₄^2-，陰極為氫離子得電子生成氫氣，所以電解總反應(yīng)方程式是2NaHSO₃+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂SO₄+Na₂SO₃+H₂↑；電解過程中，HSO₃^-通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極區(qū)，再與H⁺發(fā)生反應(yīng)：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O，產(chǎn)生SO₂，
故答案為：2NaHSO₃+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂SO₄+Na₂SO₃+H₂↑；電解過程中，HSO₃^-通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極區(qū)，再與H⁺發(fā)生反應(yīng)：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O，產(chǎn)生SO₂．

點(diǎn)評 本題考查了原電池電極反應(yīng)和電解池原理的理解應(yīng)用，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，難度中等．