Question

【題目】電化學(xué)原理在生產(chǎn)生活中應(yīng)用十分廣泛。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）通過(guò)SO2傳感器可監(jiān)測(cè)大氣中SO2的含量，其工作原理如圖所示。

①固體電解質(zhì)中O2向 (填“正”或“負(fù)”)極移動(dòng)。

②寫(xiě)出V2O5電極的電極反應(yīng)式： 。

（2）如圖所示裝置(Ⅰ)是一種可充電電池，裝置(Ⅱ)是一種以石墨為電極的家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器。裝置(Ⅰ)中離子交換膜只允許Na+通過(guò)，充、放電的化學(xué)方程式為2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr。

①負(fù)極區(qū)的電解質(zhì)為 (用化學(xué)式表示)。

②家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

③閉合開(kāi)關(guān)K，當(dāng)有0.04 mol Na+通過(guò)離子交換膜時(shí)，a電極上析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

mL。

（3）下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學(xué)將反應(yīng)“+2I+2H++I2+H2O”設(shè)計(jì)成的原電池裝置，其中C1、C2、C3、C4均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸或40% NaOH溶液，電流表指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；乙組經(jīng)思考后先添加了一種離子交換膜，然后向圖Ⅱ燒杯右側(cè)中逐滴加入適量濃鹽酸或適量40% NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)電流表指針都發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

①甲組電流表指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是 。

②乙組添加的是 (填“陰”或“陽(yáng)”)離子交換膜。

Answer 1

【答案】（14分，每空2分）

（1）①負(fù) ②SO22e+O2SO3

（2）①Na2S2、Na2S4

②Cl+H2OClO+H2↑ ③448

（3）①氧化還原反應(yīng)在電解質(zhì)溶液中直接進(jìn)行，沒(méi)有電子沿導(dǎo)線通過(guò) ②陽(yáng)

【解析】（1）①原電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。②V2O5電極上SO2轉(zhuǎn)化為SO3，電極反應(yīng)式為SO22e+O2SO3。（2）①由原電池反應(yīng)知放電時(shí)負(fù)極Na2S2轉(zhuǎn)化為Na2S4，故負(fù)極區(qū)的電解質(zhì)為Na2S2、Na2S4。②家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器中a為陰極，電極反應(yīng)為2H2O+2eH2↑+2OH，b為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為2Cl2eCl2↑，產(chǎn)生的Cl2與陰極生成的OH反應(yīng)：Cl2+2OHCl+ClO+H2O，三式相加即可得總反應(yīng)：Cl+H2OClO+H2↑。③當(dāng)有0.04 mol Na+通過(guò)離子交換膜時(shí)，a電極上析出0.02 mol H2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積為0.02 mol×22.4 L·mol1=0.448 L=448 mL。（3）①甲組沒(méi)添加離子交換膜，氧化還原反應(yīng)在電解質(zhì)溶液中直接進(jìn)行，沒(méi)有電子沿導(dǎo)線通過(guò)，故電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。②當(dāng)乙組向圖Ⅱ燒杯右側(cè)中加入濃鹽酸時(shí)，C3為電池負(fù)極，電極反應(yīng)為2I2eI2，C4為電池正極，電極反應(yīng)為 +2e+2H++H2O，為維持兩側(cè)溶液的電中性，陽(yáng)離子需從燒杯左側(cè)遷移至右側(cè)，故中間的離子交換膜應(yīng)為陽(yáng)離子交換膜。當(dāng)向燒杯右側(cè)中加入40% NaOH溶液時(shí)，反應(yīng)逆向進(jìn)行，電流表指針偏轉(zhuǎn)方向相反，陽(yáng)離子從右側(cè)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜遷移至左側(cè)。