Question

【題目】用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料為石墨)

圖1 圖2

(1)圖1中a極要連接電源的__________(填“正”或“負”)極，SO32-放電的電極反應__________

(2)在圖2所示的裝置中，若通入直流電5 min時，銅電極質量增加2.16g，試回答：

①溶液pH變化：B__________，C__________(填“增大”“減小”或“不變”)。

②通電5 min時，B中共收集224mL氣體(標準狀況)，溶液體積為200mL，則通電前CuSO4溶液的物質的量濃度為__________(設電解前后溶液體積無變化)。

Answer 1

【答案】負極 SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+ 減小 不變 0.025 mol·L-1

【解析】

(1)依據電解質溶液中陰陽離子的移動方向判斷電極，陽離子移向陰極，a為陰極，b為陽極，在陽極失去電子變成，可能伴有氫氧根離子放電生成氧氣，所以C口流出的物質是H2SO4，陰極區放電離子為氫離子生成氫氣，據此分析解答；

(2)由圖二中信息可知，B、C兩個裝置串聯在同一電路中。根據銅電極質量增加2.16 g，可以判斷銅電極為陰極，則電源的X電極為負極、Y電極為正極。所以，B是電解池、C是電鍍裝置，據此分析解答問題。

(1)由上述分析可知，a接電源負極；發生氧化反應，放電的電極反應式為：，故答案為：負極；；

(2)①根據上述分析可知，B中電解硫酸銅溶液生成硫酸，溶液中氫離子濃度增大，pH減小，C是電鍍裝置，其中陰極反應為Ag++e-═Ag，陽極反應為Ag-e-═Ag+，溶液濃度不變，則pH不變，故答案為：減小；不變；

②通電5 min后，電路中通過的電子為n(e-)=n(Ag)=，B中陽極可收集到O2，n(O2)=，因為B中共收集到標準狀況下224 mL氣體（0.01mol），所以B中陰極一定產生了氫氣0.005mol，由此根據電子轉移守恒，可以確定B中一定析出銅0.005mol，根據溶液體積為200 mL，可以計算出通電前CuSO4溶液的物質的量濃度為0.025 mol·L－1，故答案為：0.025 mol·L－1。