【題目】利用電化學原理,將NO2、O2 和熔融KNO3制成燃料電池,模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2O72-廢水,如下圖所示; 電解過程中溶液發(fā)生反應:Cr2O72-+ 6Fe2++ 14H+ = 2Cr3++ 6Fe3+ + 7H2O

(1)甲池工作時,NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y,Y 是N2O5,可循環(huán)使用。則石墨II 是電池的____極;石墨Ⅰ附近發(fā)生的電極反應式為________________。

(2)工作時,甲池內(nèi)的NO3-離子向__________極移動(填“石墨I”或“石墨II”); 在相同條件下,消耗的 O2和NO2的體積比為________________。

(3)乙池中Fe( I)棒上發(fā)生的電極反應為___________________

(4)若溶液中減少了0.01mol Cr2O72-,則電路中至少轉(zhuǎn)移了___________________mol 電子。

(5)向完全還原為Cr3+的乙池工 業(yè)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)3(s) = Cr3+(aq) + 3OH-(aq),常溫下Cr(OH)3的溶度積Ksp=c(Cr3+)·c(OH-)=1.0 ×10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH 應調(diào)至_____。比色卡對照即可。

【答案】 NO2NO3-e-N2O5 石墨 1:4 Fe2e-Fe2+ 0.12 5

【解析】試題分析:(1)石墨II電極通入氧氣,氧氣發(fā)生還原反應;石墨Ⅰ電極NO2被氧化為N2O5;(2)電池工作時,陰離子移向負極;電池總反應為 根據(jù)總反應分析消耗的 O2NO2的體積比。(3乙池中Fe(I)棒與電池正極相連Fe(I)棒是電解池陽極;(4)根據(jù) Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O溶液中減少了0.01molCr2O72-,Fe(I)棒需要生成0.06mol Fe2+(5)根據(jù)Ksp Cr(OH)3計算c(Cr3+)降至10-5mol/L時,c(OH-)再根據(jù)計算c(H+);

解析:石墨II電極通入氧氣,氧氣發(fā)生還原反應,所以石墨II是電池的正極極;石墨Ⅰ電極NO2被氧化為N2O5,電極反應式為NO2NO3-e-N2O5(2)電池工作時,陰離子移向負極,所以甲池內(nèi)的NO3-離子向石墨I極移動;電池總反應為 所以消耗的 O2NO2的體積比1:4。(3乙池中Fe(I)棒與電池正極相連Fe(I)棒是電解池陽極,所以Fe(I)棒失電子發(fā)生氧化反應Fe2e-Fe2+;(4)根據(jù) Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,Cr元素化合價由+6降低為+3;溶液中減少了0.01molCr2O72-Fe(I)棒需要生成0.06mol Fe2+,所以電路中至少轉(zhuǎn)移了0.12mol電子(5) c(Cr3+)降至10-5mol/L時,c(OH-)= c(H+)= ,所以PH=5

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實驗編號

實驗操作

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滴入溶液

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滴入溶液

有藍色沉淀生成

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