Question

電解法在金屬精煉、保護(hù)環(huán)境、處理廢水中起著十分重要的作用。

（1）下圖為電解精煉銀的示意圖，________（填a或b）極為含有雜質(zhì)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(yīng)式為________________________。

AgNO3—HNO3溶液

（2）電解法處理酸性含鉻廢水（主要含有Cr2O72-）時(shí)，以鐵板作陰、陽極，處理過程中存在反應(yīng)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(yīng)式：陰極________________，陽極________________。

②當(dāng)生成1 mol Cr（OH）3時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)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。

①電源正極為________（填A或B），陰極反應(yīng)式為________________________________________________________________。

②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)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－=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(shí)，不純金屬作陽極，即為a極；b電極是陰極，NO3-發(fā)生還原反應(yīng)，生成了NO，遇空氣氧化生成紅棕色的NO2。（2）根據(jù)電解原理，該電解法的陽極反應(yīng)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(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)2NO3-＋6H2O＋10e－=N2↑＋12OH－，該反應(yīng)應(yīng)該在陰極中進(jìn)行，Ag不能作陽極，否則會(huì)失去電子，所以Pt是陽極，A是正極；AgPt是陰極，陽極的反應(yīng)式為：5H2O－10e－=10H＋＋O2↑，在陽極區(qū)生成的H＋通過質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極區(qū)，所以當(dāng)電解過程中電子轉(zhuǎn)移10 mol時(shí)，Δm左＝ mol×32 g/mol＋10 g＝90 g, Δm右＝28 g－10 g＝18 g，當(dāng)電解過程中電子轉(zhuǎn)移2 mol時(shí)，膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差Δm左－Δm右＝＝14.4 g。