Question

15．用如图所示装置处理含 NO${\;}_{3}^{-}$的酸性工业废水，某电极反应式为 2NO${\;}_{3}^{-}$+12H⁺+10e^-═N₂↑+6H₂O，请回答下列问题．
（1）电源正极为A（ 填“A”或“B”），与该电极连接的Pt电极反应式为4OH?-4e?═2H₂O+O₂↑．
（2）电解时 H⁺从质子交换膜侧向侧移动右（ 填“左”或“右”）．
（3）电解过程中，左侧电解液pH减小（ 填“增大”“减小”或“不变”）．
（4）电解池一侧生5.6gN₂，另一侧溶液质量减少18g．
（ 5 ）若上述直流电源采用乙醇燃料电池，电解质溶液为KOH溶液，通入氧气的电极为正极（ 填“正极”或“负极”），写出负极的电极反应式CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-═2CO₃^2-+11H₂O．

Answer 1

分析 据电极反应式为2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O，可知，该反应为还原反应，为阴极反应式，废水在右边反应，说明右边阴极；左边阳极，氢氧根离子在阳极放电生成氧气和氢离子，据电子守恒和原子守恒解答．

解答 解：据电极反应式为2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O，可知，该反应为还原反应，为阴极反应式，废水在右边反应，说明右边阴极；左边阳极，氢氧根离子在阳极放电生成氧气和氢离子，
（1）根据以上分析，左边阳极，所以电源正极为A，反应为4OH?-4e?═2H₂O+O₂↑，故答案为：A；4OH?-4e?═2H₂O+O₂↑；
（2）电解时 H⁺从质子交换膜侧移向阴极即从左到右，故答案为：左；右；
（3）电解过程中，左边阳极，反应为4OH?-4e?═2H₂O+O₂↑，所以左侧电解液pH减小，故答案为：减小；
（4）根据电子守恒，电解池一侧生5.6gN₂，2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O则转移$\frac{5.6}{28}$×10=2mol，另一侧即右侧反应为4OH?-4e?═2H₂O+O₂↑，每有2mol水电解转移4mol电子，则阳极被电解的水的质量为1mol×18g/mol=18g，故答案为：18g；
（ 5 ）乙醇燃料电池，电解质溶液为KOH溶液，通入氧气的电极为正极，负极为乙醇失电子发生氧化反应，反应式为：CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-═2CO₃^2-+11H₂O；故答案为：正极；CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-═2CO₃^2-+11H₂O．

点评 本题考查了电解原理的应用，注意电子守恒和阳极发生氧化反应阴极发生还原反应，题目难度中等．