本题是电解池和原电池的综合。由于B装置中c、d两极均为惰性电极,不符合构成原电池的条件,因此可推知A装置为原电池(可视作燃料电池),用来制备H2SO4,B装置为电解池,用来制备N2O5,A装置为B装置的电解提供电能。A中通入SO2的一极发生氧化反应,电极反应式为SO2-2e-+2H2O4H++SO42-,通入O2的一极发生还原反应,电极反应式为O2+4H++4e-2H2O。分析装置B,N2O5是由N2O4氧化而来,则在阳极生成,电解池中与外电源正极相连的作阳极,由此得c 极区生成N2O5。换个角度思考:N2O5是硝酸的酸酐,极易和水反应,也不可能在d极区生成。在写电极反应式时,要注意此处HNO3是无水硝酸,溶液中不存在H+和NO3- ,所以在电极反应式中应保留其化学式,电极反应式表示为N2O4+2HNO3-2e-2N2O5+2H+。⑷根据电极反应式SO2-2e-+2H2O4H++SO42-可知:要使硫酸溶液的浓度维持不变,需要水的量由两部分组成,一是反应消耗的水,二是稀释用的水,每分钟通入SO20.1mol,反应消耗水0.2mol,生成H2SO40.1mol,根据原H2SO4的浓度(50%)知需要稀释用水9.8g,因此共需水9.8g+3.6g13.4g。 |