Question

【题目】用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示(电极材料为石墨)

图1 图2

(1)图1中a极要连接电源的__________(填“正”或“负”)极，SO32-放电的电极反应__________

(2)在图2所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16g，试回答：

①溶液pH变化：B__________，C__________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②通电5 min时，B中共收集224mL气体(标准状况)，溶液体积为200mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为__________(设电解前后溶液体积无变化)。

Answer 1

【答案】负极 SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+ 减小 不变 0.025 mol·L-1

【解析】

(1)依据电解质溶液中阴阳离子的移动方向判断电极，阳离子移向阴极，a为阴极，b为阳极，在阳极失去电子变成，可能伴有氢氧根离子放电生成氧气，所以C口流出的物质是H2SO4，阴极区放电离子为氢离子生成氢气，据此分析解答；

(2)由图二中信息可知，B、C两个装置串联在同一电路中。根据铜电极质量增加2.16 g，可以判断铜电极为阴极，则电源的X电极为负极、Y电极为正极。所以，B是电解池、C是电镀装置，据此分析解答问题。

(1)由上述分析可知，a接电源负极；发生氧化反应，放电的电极反应式为：，故答案为：负极；；

(2)①根据上述分析可知，B中电解硫酸铜溶液生成硫酸，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，C是电镀装置，其中阴极反应为Ag++e-═Ag，阳极反应为Ag-e-═Ag+，溶液浓度不变，则pH不变，故答案为：减小；不变；

②通电5 min后，电路中通过的电子为n(e-)=n(Ag)=，B中阳极可收集到O2，n(O2)=，因为B中共收集到标准状况下224 mL气体（0.01mol），所以B中阴极一定产生了氢气0.005mol，由此根据电子转移守恒，可以确定B中一定析出铜0.005mol，根据溶液体积为200 mL，可以计算出通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为0.025 mol·L－1，故答案为：0.025 mol·L－1。