Question

10．近期“五水共治”越来越引起人们的重视．对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施．
（1）含乙酸钠和对氯酚（）的废水可以通过构成微生物电池除去，其原理如图所示．

①B是电池的负极（填“正”或“负”）；②A极的电极反应式为Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-．
（2）电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示（图中“HA”表示乳酸分子，A^-表示乳酸根离子）．
①阳极的电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理阳极OH^-放电，c（H⁺）增大，H⁺从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室，A^-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，H⁺+A^-═HA，乳酸浓度增大；
③400mL10g/L 乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为 145g/L（溶液体积变化忽略不计），则阴极上产生的H₂在标准状况下的体积约为6.72L（乳酸的摩尔质量为90g/mol ）．

Answer 1

分析 （1）①根据原电池中阳离子的移动方向确定正负极；
②根据原电池中正极上得电子结合正极反应物来分析解答；
（2）①电解池中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气；
②根据电解池中离子移动方向来回答判断；
③根据电极反应式结合原子守恒来计算．

解答 解：（1）①原电池中氢离子的移动方向是从负极流向正极，所以B是电池的负极，故答案为：负；
②A是正极，正极上发生得电子的还原反应：Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-，故答案为：Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-；
（2）①阳极上是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应，电极反应式为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
②在电解池的阳极上是OH^-放电，所以c（H⁺）增大，并且H⁺从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；根据电解原理，电解池中的阴离子移向阳极，即A^-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，这样：H⁺+A^-═HA，乳酸浓度增大，
故答案为：阳极OH^-放电，c（H⁺）增大，H⁺从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室，A^-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，H⁺+A^-═HA，乳酸浓度增大；
③在阳极上发生电极反应：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，阴极上发生电极反应：2H⁺+2e^-=H₂↑，根据电极反应方程式，则有：HA～H⁺～$\frac{1}{2}$H₂，根据差值法，乳酸的浓度变化量是$\frac{145g•{L}^{-1}-10g•L{\;}^{-1}}{90g/mol}$=1.5mol/L，即生成HA的物质的量是1.5mol/L×0.4L=0.6mol，所以产生氢气是0.3mol即0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案为：6.72；

点评 本题涉及电解池和原电池的工作原理以及应用的考查，注意知识的迁移和应用是解题的关键，难度中等，注意把握原电池和电解池中离子的移动方向．