Question

11．用NaOH溶液吸收煙氣中的SO₂，將所得的Na₂SO₃溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H₂SO₄，其原理如圖所示．（電極材料為石墨）

（1）寫出用過量的NaOH溶液吸收煙氣中的SO₂的方程式2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O
（2）請比較Na₂SO₃溶液中各離子濃度的大小C（Na⁺）＞C（SO₃^2-）＞C（OH^-）＞C（HSO₃^-）＞C（H⁺）
（3）圖中a極要連接電源的（填“正”或“負”）負極，C口流出的物質是硫酸．
（4）SO₃^2-放電的電極反應式為SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺．
（5）電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因H₂O?H⁺+OH^-，在陰極H⁺放電生成H₂，c（H⁺）減小，水的電離平衡正向移動，堿性增強．

Answer 1

分析 （1）過量的NaOH溶液吸收煙氣中的SO₂生成正鹽亞硫酸鈉和水；
（2）SO₃^2-水解是弱水解，鈉離子不水解，水的電離和亞硫酸根離子水解都生成OH^-，據(jù)此得出；
（3）依據(jù)電解質溶液中陰陽離子的移動方向判斷電極，陽離子移向陰極可以判斷圖中a極要連接電源的負極，SO₃^2-在陽極失去電子變成SO₄^2-，所以C口流出的物質是H₂SO₄，
（4）亞硫酸根離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成硫酸根離子；
（5）依據(jù)陰極區(qū)放電離子為氫離子結合水的電離平衡H₂O?H⁺+OH^-解答．

解答 解：（1）過量的NaOH溶液吸收煙氣中的SO₂生成正鹽亞硫酸鈉和水，化學方程式為：2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O 
故答案為：2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O；
（2）Na₂SO₃水解離子方程式為：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，鈉離子不水解，所以c（Na⁺）最大，水的電離和亞硫酸根離子水解都生成OH^-，所以c（OH^-）＞c（HSO₃^-），c（H⁺） 最小，所以該溶液中離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）；
（3）圖中可知，鈉離子移向a極，亞硫酸根離子移向b極，所以b極為陽極，應該接電源的正極，SO₃^2-在陽極失去電子變成SO₄^2-，所以C口流出的物質是H₂SO₄，
故答案為：負；硫酸；
（4）亞硫酸根離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成硫酸根離子，電極反應式為：SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺；
故答案為：SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺；
（5）在陰極H⁺放電生成H₂，c（H⁺）減小，水的電離平衡H₂O?H⁺+OH^-正向移動，所以堿性增強；
故答案為：水為弱電解質存在H₂O?H⁺+OH^-，在陰極H⁺放電生成H₂，C（H⁺）減小，水的電離平衡向正向移動，堿性增加．

點評 本題主要考查了電解的原理，明確電解池工作原理是解題關鍵，注意電解質電極判斷的方法和電極反應式書寫注意問題為易錯點．