Question

(1)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO₂快速启动，其装置示意图如图：

①质子的流动方向为_____(“从A到B”或“从B到A”)。

②负极的电极反应式为_____。

(2)某工厂采用电解法处理含的废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽内盛放含铬废水，被还原成为Cr³⁺，Cr³⁺在阴极区生成Cr(OH)₃沉淀除去，工作原理如图：

①写出电解时阴极的电极反应式________。

②写出被还原为Cr^3＋的离子方程式______________。

(3)一氧化碳无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇—氧化钠，其中O^2－可以在固体介质NASICON中自由移动。工作时，电极a作_____极，其电极电极反应式为_____________；

Answer

从A到B SO2-2e-+2H2O=+4H+ 2H＋+2e- =H2↑(或2H2O+2e- =2OH- +H2↑) ＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 负 CO＋O2- -2e- =CO2

【解析】

(1)(3)根据燃料电池的工作原理分析解答；

(2)根据电解原理分析解答。

(1)①在二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池中，二氧化硫发生氧化反应，氧气发生还原反应，所以二氧化硫所在电极A为负极，氧气所在电极B为正极，原电池中阳离子移向正极，故质子的流动方向为从A到B；

②二氧化硫在负极失去电子被氧化生成，发生氧化反应，故负极的电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+；

(2)①电解时阴极发生还原反应生成氢气，故阴极的电极反应式2H＋+2e- =H2↑(或2H2O+2e- =2OH- +H2↑)；

②阳极Fe失去电子被氧化生成Fe2+，被Fe2+还原为Cr3+，故反应的离子方程式为＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，生成的Cr3+移动向阴极，与氢氧根离子结合生成Cr(OH)3沉淀；

(3)该装置为原电池，一氧化碳发生氧化反应，氧气发生还原反应，所以一氧化碳所在电极a为负极，空气所在电极b为正极，一氧化碳失电子和氧离子反应生成二氧化碳，电极反应式为CO＋O2--2e- =CO2。