题目

题型：不详难度：来源：

电解法在金属精炼、保护环境、处理废水中起着十分重要的作用。
(1)如图为电解精炼银的示意图，________(填a或b)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为______________________。

AgNO₃—HNO₃溶液
(2)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr₂O₇^2－)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr₂O₇^2－＋6Fe^2＋＋14H^＋=2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O，最后Cr^3＋以Cr(OH)₃形式除去。回答下列问题：
①写出电极反应式：阴极________________，阳极________________。
②当生成1 mol Cr(OH)₃时，电路中转移电子的物质的量至少为________mol。
③电解过程中有Fe(OH)₃沉淀生成，原因是___________________________。
(3)电解降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电解降解NO₃^－的原理如图所示。

电源正极为________(填A或B)，阴极反应式为______________________。
②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm_左－Δm_右)为________g。

答案

(1)a　NO₃^－＋3e^－＋4H^＋=NO↑＋2H₂O或NO₃^－＋e^－＋2H^＋=NO₂↑＋H₂O
(2)①2H^＋＋2e^－=H₂↑　Fe－2e^－=Fe^2＋　②6　③阳极生成的Fe^2＋被溶液中的Cr₂O₇^2－氧化Fe^3＋，阴极H^＋放电，随着溶液中的酸性下降，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

解析

(1)电解精炼时，不纯金属作阳极，即为a极；b电极是阴极，NO₃^－发生还原反应，生成了NO，遇空气氧化生成红棕色的NO₂。(2)根据电解原理，该电解法的阳极反应为Fe－2e^－=Fe^2＋，生成的亚铁离子被溶液中的
Cr₂O₇^2－氧化：Cr₂O₇^2－＋6Fe^2＋＋14H^＋=2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O，电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr₂O₇^2－被还原，得到2 mol Cr(OH)₃。氢离子浓度减小，随着溶液中的酸性下降，Fe^3＋的水解平衡右移，生成Fe(OH)₃沉淀。
(3)要实现2NO₃^－＋6H₂O＋10e^－=N₂↑＋12OH^－，该反应应该在阴极中进行，Ag不能作阳极，否则会失去电子，所以Pt是阳极，A是正极；Ag－Pt是阴极，阳极的反应式为：5H₂O－10e^－=10H^＋＋O₂↑，在阳极区生成的H^＋通过质子交换膜到达阴极区，所以当电解过程中电子转移10 mol时，Δm_左＝mol×32 g/mol＋10 g＝90 g，Δm_右＝28 g－10 g＝18 g，当电解过程中电子转移2 mol时，膜两侧电解液的质量变化差Δm_左－Δm_右＝＝14.4 g。