電化學原理在能量轉化,物質制備及環(huán)境保護等領域均有廣泛應用,請按要求回答下列問題:
Ⅰ.(1)1977年,伏打電堆的發(fā)明為電化學的創(chuàng)建開辟了道路,某化學興趣小組在閱讀了相關材料后,想把反應3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O設計成原電池,則電池的負極材料應選擇 銅銅;正極的電極反應式為 NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2ONO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O。
(2)工業(yè)上常用電解氧化法在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質一般采用硫酸溶液,陽極的電極反應式為 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+。
Ⅱ.一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖甲所示,該電池用KOH溶液作為電解質溶液。以該燃料電池作為電源電解足量的飽和CuSO4溶液以實現(xiàn)向鐵棒上鍍銅,裝置如圖乙所示。
(3)a電極為燃料電池的 負負極(填“正”或“負”),其電極反應方程式為 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2ON2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O。
(4)d電極應選用的電極材料為 鐵鐵。(填“鐵”或“銅”)
Ⅲ.氰化物在工業(yè)中廣泛存在于電鍍、油漆、染料、橡膠等行業(yè)中,但是氰化物有劇毒,很多氰化物在加熱或與酸作用后會釋放出揮發(fā)性的有毒氣體氰化氫。因此在含氰工業(yè)廢水排放前,需要對其進行治理。在堿性條件下利用電解法除去廢水中的氯化物(以CN-代表),裝置如圖丙,已知石墨電極上依次發(fā)生的部分反應有:
a.CN-+2OH--2e -=CNO-+H2O
b.2Cl--2e-=Cl2↑
c.3Cl2+2CNO -+8OH-=N2↑+6Cl-+2CO32-+4H2O
(5)鐵電極上發(fā)生的電極反應為 2H2O+2e-=H2↑+2OH-2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
(6)該電解過程一般控制pH在9~10之間,pH偏高或偏低均會引起除氰效果降低,你認為可能的原因是 pH偏高,可能會有OH-在陽極參與放電,降低CNO-離子的氧化效率;pH偏低,可能會有CN-轉化為HCN氣體揮發(fā)pH偏高,可能會有OH-在陽極參與放電,降低CNO-離子的氧化效率;pH偏低,可能會有CN-轉化為HCN氣體揮發(fā)。忽略鐵電極上的其他反應,電解一段時間后,相同條件下在石墨電極處測得產生N2xmL,同時在鐵電極處產生氣體ymL,則氰去除率為 5xy×100%5xy×100%。(氰去除率=實際CN-去除量理論CN-去除量×100%)
5
x
y
5
x
y
實際
C
N
-
去除量
理論
C
N
-
去除量
×
【考點】原電池與電解池的綜合;電解原理.
【答案】銅;NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O;2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+;負;N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O;鐵;2H2O+2e-=H2↑+2OH-;pH偏高,可能會有OH-在陽極參與放電,降低CNO-離子的氧化效率;pH偏低,可能會有CN-轉化為HCN氣體揮發(fā);×100%
5
x
y
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:41引用:2難度:0.5
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