Question

【題目】Ⅰ．氮氧化物、二氧化硫是造成大氣污染的主要物質，某科研小組進行如下研究。

（1）寫出SO2（g）與NO2（g）反應生成SO3（g）和NO（g）的熱化學方程式_____________。

（2）常溫下用NaOH溶液吸收SO2，當向NaOH溶液中通入足量的SO2時，得到NaHSO3溶液，利用圖所示裝置（電極均為惰性電極）在pH為4～7之間電解,可使NaHSO3轉化為Na2S2O4，并獲得較濃的硫酸，這是電化學脫硫技術之一，

①a為電源的_______（填 “正極”或“負極”）；

②陰極的電極反應式為______

Ⅱ.納米級Cu2O由于具有優良的催化性能而受到關注，采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度而制備納米Cu2O，反應為2Cu + H2O ==Cu2O + H2↑。裝置如圖所示：該離子交換膜為__________離子交換膜(填“陰”或“陽”)，該電池的陽極反應式為：____________________，鈦極附近的pH_______ (增大、減小、不變)。

Ⅲ.氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。右圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩定。

①氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是________，工作時電流方向為_______（用a→b或b→a表示）。

②負極的電極反應式為__________________。

Answer 1

【答案】SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJ/mol 正極 2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O 陰 2Cu – 2e－+ 2OH－= Cu2O + H2O 增大 化學能→電能 b→a H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O

【解析】

Ⅰ（1）從題中所給的兩個圖象，分析出NO和O2、SO2和O2反應的熱化學方程式，依據蓋斯定律寫出SO2和NO2反應的熱化學反應方程式；

（2）分析圖中電解池，發生反應的的化合價變化情況，可以看出NaHSO3→Na2S2O4，S的化合價降低，所以b是負極，則a是正極；

Ⅱ.由總反應，可知陽極電極反應式，Ti為陰極，H+放電，溶液的pH增大；

Ⅲ.原電池是把化學能轉化為電能的裝置，燃料電池是原電池，在原電池中失電子的一極為負極，得電子的一極為正極。電子經導線由負極傳遞到正極，電流由正極到負極。

（1）已知由圖分析得①2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）；△H=-196.6kJ/mol

②O2（g）+2NO（g）═2NO2（g）；△H=-113.0kJ/mol

根據蓋斯定律可得：SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）；△H=-41.8kJ/mol，本題答案為：SO2（g）+NO2（g）=SO3（g）+NO（g）；△H=-41.8kJ/mol；

（2）因NaHSO3→Na2S2O4，S的化合價降低，所以b是負極，則a是正極，陰極電極反應式為：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O，本題答案為：正極，2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；

Ⅱ.因為總反應為：2Cu + H2O ==Cu2O + H2↑，所以陽極反應為：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O, 故離子交換膜應采用陰離子交換膜，陰極電極反應為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-, Ti極為陰極，陰極附近溶液的pH增大，本題答案為：陰、2Cu – 2e- + 2OH－ = Cu2O + H2O、增大；

Ⅲ.燃料電池是原電池，是把化學能轉化為電能的裝置，在氫氧燃料電池中通入H2的電極是負極，H2失去電子，通入O2的電極是正極，O2得到電子，電子經導線由負極傳遞到正極，電流由b流向a，電解質溶液顯堿性，所以負極反應式為H2-2e-+2OH-=2H2O，本題答案為：化學能→電能、b→a、H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O。