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【题目】电化学原理在生产生活中应用十分广泛。请回答下列问题:

(1)通过SO2传感器可监测大气中SO2的含量,其工作原理如图所示。

固体电解质中O2 (填“正”或“负”)极移动。

写出V2O5电极的电极反应式:

(2)如图所示装置()是一种可充电电池,装置()是一种以石墨为电极的家用环保型消毒液发生器。装置()中离子交换膜只允许Na+通过,充、放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr。

负极区的电解质为 (用化学式表示)。

家用环保型消毒液发生器发生反应的离子方程式为

闭合开关K,当有0.04 mol Na+通过离子交换膜时,a电极上析出的气体在标准状况下的体积为

mL。

(3)下图分别是甲、乙两组同学将反应“+2I+2H++I2+H2O”设计成的原电池装置,其中C1、C2、C3、C4均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸或40% NaOH溶液,电流表指针都不发生偏转;乙组经思考后先添加了一种离子交换膜,然后向图烧杯右侧中逐滴加入适量浓盐酸或适量40% NaOH溶液,发现电流表指针都发生偏转。

甲组电流表指针都不发生偏转的原因是

乙组添加的是 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。

【答案】(14分,每空2分)

(1) SO22e+O2SO3

(2)Na2S2、Na2S4

Cl+H2OClO+H2 448

(3)氧化还原反应在电解质溶液中直接进行,没有电子沿导线通过

【解析】(1)原电池工作时,阴离子向负极移动。V2O5电极上SO2转化为SO3,电极反应式为SO22e+O2SO3。(2)由原电池反应知放电时负极Na2S2转化为Na2S4,故负极区的电解质为Na2S2、Na2S4家用环保型消毒液发生器中a为阴极,电极反应为2H2O+2eH2↑+2OH,b为阳极,电极反应为2Cl2eCl2↑,产生的Cl2与阴极生成的OH反应:Cl2+2OHCl+ClO+H2O,三式相加即可得总反应:Cl+H2OClO+H2↑。当有0.04 mol Na+通过离子交换膜时,a电极上析出0.02 mol H2,标准状况下其体积为0.02 mol×22.4 L·mol1=0.448 L=448 mL。(3)甲组没添加离子交换膜,氧化还原反应在电解质溶液中直接进行,没有电子沿导线通过,故电流表指针不发生偏转。当乙组向图烧杯右侧中加入浓盐酸时,C3为电池负极,电极反应为2I2eI2,C4为电池正极,电极反应为 +2e+2H++H2O,为维持两侧溶液的电中性,阳离子需从烧杯左侧迁移至右侧,故中间的离子交换膜应为阳离子交换膜。当向烧杯右侧中加入40% NaOH溶液时,反应逆向进行,电流表指针偏转方向相反,阳离子从右侧通过阳离子交换膜迁移至左侧。

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