Question

電解法在金屬精煉、保護環境、處理廢水中起著十分重要的作用。
(1)如圖為電解精煉銀的示意圖，________(填a或b)極為含有雜質的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體生成，則生成該氣體的電極反應式為______________________。

AgNO₃—HNO₃溶液
(2)電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr₂O₇^2－)時，以鐵板作陰、陽極，處理過程中存在反應Cr₂O₇^2－＋6Fe^2＋＋14H^＋=2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O，最后Cr^3＋以Cr(OH)₃形式除去。回答下列問題：
①寫出電極反應式：陰極________________，陽極________________。
②當生成1 mol Cr(OH)₃時，電路中轉移電子的物質的量至少為________mol。
③電解過程中有Fe(OH)₃沉淀生成，原因是___________________________。
(3)電解降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電解降解NO₃^－的原理如圖所示。

電源正極為________(填A或B)，陰極反應式為______________________。
②若電解過程中轉移了2 mol電子，則膜兩側電解液的質量變化差(Δm_左－Δm_右)為________g。

Answer 1

(1)a　NO₃^－＋3e^－＋4H^＋=NO↑＋2H₂O或NO₃^－＋e^－＋2H^＋=NO₂↑＋H₂O
(2)①2H^＋＋2e^－=H₂↑　Fe－2e^－=Fe^2＋　②6　③陽極生成的Fe^2＋被溶液中的Cr₂O₇^2－氧化Fe^3＋，陰極H^＋放電，隨著溶液中的酸性下降，使Fe^3＋的水解平衡右移，生成Fe(OH)₃沉淀
(3)①A　2NO₃^－＋6H₂O＋10e^－=N₂↑＋12OH^－　②14.4

(1)電解精煉時，不純金屬作陽極，即為a極；b電極是陰極，NO₃^－發生還原反應，生成了NO，遇空氣氧化生成紅棕色的NO₂。(2)根據電解原理，該電解法的陽極反應為Fe－2e^－=Fe^2＋，生成的亞鐵離子被溶液中的
Cr₂O₇^2－氧化：Cr₂O₇^2－＋6Fe^2＋＋14H^＋=2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O，電路中每轉移12 mol電子，最多有1 mol Cr₂O₇^2－被還原，得到2 mol Cr(OH)₃。氫離子濃度減小，隨著溶液中的酸性下降，Fe^3＋的水解平衡右移，生成Fe(OH)₃沉淀。
(3)要實現2NO₃^－＋6H₂O＋10e^－=N₂↑＋12OH^－，該反應應該在陰極中進行，Ag不能作陽極，否則會失去電子，所以Pt是陽極，A是正極；Ag－Pt是陰極，陽極的反應式為：5H₂O－10e^－=10H^＋＋O₂↑，在陽極區生成的H^＋通過質子交換膜到達陰極區，所以當電解過程中電子轉移10 mol時，Δm_左＝mol×32 g/mol＋10 g＝90 g，Δm_右＝28 g－10 g＝18 g，當電解過程中電子轉移2 mol時，膜兩側電解液的質量變化差Δm_左－Δm_右＝＝14.4 g。