Question

Ⅰ.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)。

(1)图中a极要连接电源的_____(填“正”或“负”)极，SO放电的电极反应_____________。

Ⅱ.在如图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g，试回答：

(2)溶液pH变化： B________，C________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)通电5 min时，B中共收集224 mL气体(标准状况)，溶液体积为200 mL。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)。

(4)若A中足量的KCl溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为_____(设电解前后溶液体积无变化)。

Answer

负极 SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ 减小 不变 0.025 mol·L－1 13

【解析】Ⅰ.（1）图中可知，钠离子移向a极，亚硫酸根离子移向b极，所以b极为阳极，应该接电源的正极，则a极连接的是电源的负极，SO在阳极失去电子变成SO，所以C口流出的物质是H2SO4；亚硫酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，故电极反应式SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋；正确答案：负极 ；SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ 。

Ⅱ. (2)由铜电极的质量增加,发生Ag++e-═Ag,则Cu电极为阴极,Ag为阳极,Y为正极,可以知道X为电源的负极； 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；正确答案:减小；不变。

(3)C中阴极反应为Ag++e-═Ag,银离子的量为2.16/108=0.02mol,则转移的电子为0.02 mol, B中阳极反应为4OH--4e-═2H2O+O2↑,则转移0.02mol电子生成氧气为0.005mol,其体积为0.005×22.4=0.112L=112mL,则在阴极也生成112mL气体,由2H++2e-═H2↑ ,则氢气的物质的量为0.005mol,该反应转移的电子为0.01mol,则Cu2++2e-=Cu中转移0.01mol电子,所以Cu2+的物质的量为0.005mol,通电前c(CuSO4)=0.005/0.2=0.025mol/L；正确答案: 0.025 mol·L－1。

(4)由A中发生2KCl+2H2O=2KOH+Cl2↑+H2↑反应,由电子守恒可以知道,该反应转移2mol电子，生成氢氧化钾2mol，现转移0.02mol电子时生成0.02 mol KOH,忽略溶液体积的变化,则c(OH-)=0.02/0.2=0.1mol/L, c(H+)=10-13 mol/L, 溶液的pH为13；正确答案13。