Question

若以如图装置，用电化学原理制备硫酸，并电解AgNO₃溶液．请回答下列问题：
（1）通入SO₂的电极为

 

极，电极反应式为

 

．
（2）Fe电极为

 

极，电极反应式为

 

．
（3）当乙池中析出5.4g Ag时，甲池中通入O₂在标准状况下的体积为

 

mL，转移电子数为

 

mol．
（4）为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO₂与水的质量比为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：甲为燃料电池，通入二氧化硫的以及为负极，被氧化，生成硫酸，电极方程式为SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺，通入氧气的以及为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，乙为电解池，铁为阴极，发生还原反应生成银，C为阳极，发生还原反应生成氧气，以此解答该题．

解答： 解：（1）二氧化硫具有还原性，为原电池的负极，电极方程式为SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺；
故答案为：负；SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺；
（2）铁为阴极，发生还原反应生成银，电极方程式为Ag⁺+e^-═Ag，故答案为：阴；　Ag⁺+e^-═Ag；
（3）n（Ag）=

5.4g

108g/mol

=0.05mol，由电极方程式电极方程式为Ag⁺+e^-═Ag可知转移0.05mol电子，由O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O可知，甲池中通入O₂在标准状况下的体积为
0.05mol×

1

4

×22.4L/mol=0.28L=280mL，
故答案为：280；0.05；
（4）设：SO₂和水的质量分别为a、b
SO₂ +H₂O?H₂SO₃
64 18      82
a 

18a

64

   

82a

64

^₂H₂SO₃ +O₂═^₂H₂SO₄
164         196

82a

64

        

98a

64

则：硫酸溶液的质量百分数为

98a 64

98a 64 +b- 18a 64

×100%=50%，
所以a：b=16：29；
故答案为：16：29．

点评：本题综合考查原电池、电解池知识，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，本题注意把握原电池的工作原理，易错点为（4），注意计算方法的体会，难度中等．