【膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置图如下。⑴A装置是________，B装置是________

问题标题：

【膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置图如下。⑴A装置是________，B装置是_________(填“原电池”或“电解池”)。⑵N】

问题描述：

膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置图如下。

⑴A装置是________，B装置是_________(填“原电池”或“电解池”)。
⑵N2O5在电解池的______区生成，其电极反应式为_____________________________。
⑶通入O2一极的电极反应式为_______________________________。
⑷若通入SO2的速率为2.24L·min－1(标准状况)，为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的流入速率应为_________mL·min－1。

任利民回答：

　　⑴原电池（1分）电解池（1分）⑵阳极（1分） N2O4＋2HNO3－2e－2N2O5＋2H＋（2分）⑶O2＋4H＋＋4e－2H2O（2分）⑷13.4（2分）　　本题是电解池和原电池的综合。由于B装置中c、d两极均为惰性电极，不符合构成原电池的条件，因此可推知A装置为原电池（可视作燃料电池），用来制备H2SO4，B装置为电解池，用来制备N2O5，A装置为B装置的电解提供电能。A中通入SO2的一极发生氧化反应，电极反应式为SO2-2e-+2H2O4H++SO42-，通入O2的一极发生还原反应，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O。分析装置B，N2O5是由N2O4氧化而来，则在阳极生成，电解池中与外电源正极相连的作阳极，由此得c极区生成N2O5。换个角度思考：N2O5是硝酸的酸酐，极易和水反应，也不可能在d极区生成。在写电极反应式时，要注意此处HNO3是无水硝酸，溶液中不存在H＋和NO3－，所以在电极反应式中应保留其化学式，电极反应式表示为N2O4＋2HNO3－2e－2N2O5＋2H＋。⑷根据电极反应式SO2-2e-+2H2O4H++SO42-可知：要使硫酸溶液的浓度维持不变，需要水的量由两部分组成，一是反应消耗的水，二是稀释用的水，每分钟通入SO20.1mol，反应消耗水0.2mol，生成H2SO40.1mol，根据原H2SO4的浓度（50%）知需要稀释用水9.8g，因此共需水9.8g+3.6g13.4g。