Question

SO₂、CO、CO₂、NO_x是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。

(1)利用电化学原理在酸性环境下将CO、SO₂转化为重要化工原料，装置如图所示：

①若A为CO，B为H₂，C为CH₃OH，则通入CO的一极为___________极，该极的电极反应式为：___________。

②若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄，则负极的电极反应式为：_______________。

③若A为NO，B为O₂，C为HNO₃，则正极的电极反应式为：_________。

④若用上述①作电池电解200 mL含有0.1 mol·L^－1 NaCl和0.1 mol·L^－1 CuSO₄的混合溶液(电极均为惰性电极)，当消耗标况下0.448L H₂时，阳极产生的气体为_________(填化学式)，其总物质的量为_________。

(2)根据2＋2H^＋⇌＋H₂O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，图中右侧电极连接电源的_____________极，其电极反应式为：__________。

Answer

正 CO+4e-+4H+=CH3OH SO2-2e-+2H2O=+4H+ O2+4e-+4H+=2H2O Cl2和O2 0.015mol 正极 4OH--4e-=O2↑ +2H2O

【解析】

(1)根据原电池原理判断原电池的正极、负极及电极反应式并进行相关计算；

(2) 根据2＋2H＋⇌＋H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，说明通过电解使右侧溶液中的OH-浓度减小，H＋浓度增大，使2＋2H＋⇌＋H2O平衡正向移动。

(1)①燃料电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极，该反应中C元素化合价由+2价变为-2价、H元素化合价由0价变为+1价，所以CO是氧化剂，则通入CO的电极为正极，电极反应式为CO+4e-+4H+=CH3OH；

②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+；

③若A为NO，B为O2，C为HNO3，则正极上氧气得电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；

④若用上述①作电池电解200 mL含有0.1 mol·L－1 NaCl和0.1 mol·L－1 CuSO4的混合溶液(电极均为惰性电极)，当消耗标况下0.448LH2时，，则电路中转移了0.04mole-，根据转移电子守恒及离子放电顺序，阳极有：、，阳极产生的气体为Cl2和O2，其总物质的量为0.01mol+0.005mol=0.015mol；

(2)根据2＋2H＋⇌＋H2O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，需要通过电解消耗右侧溶液中的OH-，提高溶液的酸性，说明右侧电极是阳极，连接电源的正极，电极反应式为4OH--4e-=O2↑ +2H2O。