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Cr2O72－)時，以鐵板作陰、陽極，處理過程中存在反應Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋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

【答案】

(1)a　NO3－＋3e－＋4H＋=NO↑＋2H2O或NO3－＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O

(2)①2H＋＋2e－=H2↑　Fe－2e－=Fe2＋　②6　③陽極生成的Fe2＋被溶液中的Cr2O72－氧化Fe3＋，陰極H＋放電，隨著溶液中的酸性下降，使Fe3＋的水解平衡右移，生成Fe(OH)3沉淀

(3)①A　2NO3－＋6H2O＋10e－=N2↑＋12OH－　②14.4

【解析】(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－=Fe2＋，生成的亞鐵離子被溶液中的

Cr2O72－氧化：Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，電路中每轉移12 mol電子，最多有1 mol Cr2O72－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，Fe3＋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。