Question

【題目】（1）利用電化學原理，將 NO2、O2 和熔融 KNO3 制成燃料電池，模擬工業電解法來處理含 Cr2O72-廢水，如下圖所示；電解過程中溶液發生反應： Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2 O。

①甲池工作時，NO2 轉變成綠色硝化劑 Y，Y 是 N2O5，可循環使用，則石墨Ⅱ附近發生的電極反應式為______。

②向完全還原為 Cr3+的乙池工業廢水中滴加 NaOH 溶液，可將鉻以 Cr（OH）3 沉淀的形式除去，已知 Cr（OH）3 存在以下溶解平衡：Cr（OH）（s）Cr3+（aq）+3OH-（aq），常溫下 Cr（OH）3 的溶度積 K=c（Cr3+）c（3OH-）=1.0×10-32，要使 c（Cr3+）降至 10-5molL-1，溶液的 pH 應調至___________。

（2）鎘鎳可充電電池在現代生活中有廣泛應用，它的充、放電反應按下式進行： Cd+2NiO（OH）+H2O Cd（OH）2+2Ni（OH）2

回答下列問題：

①放電時，金屬 Cd 作______極；

②充電時的陽極電極反應式為。_____

③充電時，當電路中通過 0.2moleˉ，陰極質量將___________（填“增加”、“減少”）___________。

Answer 1

【答案】O2+4e-+2N2O5=4NO3- 5 負 Ni（OH）2-e-+ OH-= NiO（OH）+ H2O 減少 3.4g

【解析】

（1） ①甲池為NO2、O2和熔融KNO3組成的燃料電池，由圖示知電池工作時通入NO2的一極產生N2O5，氮元素的化合價由+4價升高到+5價，失去電子，故石墨I作負極，所以石墨II作正極；且電解質是熔融KNO3，所以通入O2和N2O5轉化為NO3-，則石墨Ⅱ附近發生的電極反應為O2+4e-+2N2O5=4NO3-。

故答案為： O2+4e-+2N2O5=4NO3-；

②要使c（Cr3+）降至10-5molL-1，則此時溶液中c（OH-）===10-9mol/L，c（H+）===10-5mol/L，pH=-lg10-5=5，即溶液的pH應調至5。

故答案為：5；

（2）①放電時，所給式子從左往右看，此時Cd的化合價升高，所以Cd作負極；

故答案為：負；

②充電時，所給式子從右往左看，陽極發生的氧化反應，其對應的電極反應式為：Ni（OH）2-e-+OH-= NiO（OH）+ H2O；

故答案為：Ni（OH）2-e-+OH-= NiO（OH）+ H2O；

③充電時陰極發生反應：Cd（OH）2+2e-=Cd+2OH-，陰極質量要減小，減少的質量即是生成的OH-的質量。此時得電子的物質的量與OH-的物質的量相等，所以生成的OH-的物質的量也是0.2mol，其質量為3.4g。

故答案為：減少；3.4g。