题目内容

【题目】1)利用电化学原理,将 NO2O2 和熔融 KNO3 制成燃料电池,模拟工业电解法来处理含 Cr2O72-废水,如下图所示;电解过程中溶液发生反应: Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2 O

①甲池工作时,NO2 转变成绿色硝化剂 YY N2O5,可循环使用,则石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为______

②向完全还原为 Cr3+的乙池工业废水中滴加 NaOH 溶液,可将铬以 CrOH3 沉淀的形式除去,已知 CrOH3 存在以下溶解平衡:CrOH)(sCr3+aq+3OH-aq),常温下 CrOH3 的溶度积 K=cCr3+c3OH-=1.0×10-32,要使 cCr3+)降至 10-5molL-1,溶液的 pH 应调至___________

2)镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行: Cd+2NiOOH+H2O CdOH2+2NiOH2

回答下列问题:

①放电时,金属 Cd ______极;

②充电时的阳极电极反应式为。_____

③充电时,当电路中通过 0.2moleˉ,阴极质量将___________(填增加减少___________

【答案】O2+4e-+2N2O5=4NO3- 5 NiOH2-e-+ OH-= NiOOH+ H2O 减少 3.4g

【解析】

1 ①甲池为NO2O2和熔融KNO3组成的燃料电池,由图示知电池工作时通入NO2的一极产生N2O5,氮元素的化合价由+4价升高到+5价,失去电子,故石墨I作负极,所以石墨II作正极;且电解质是熔融KNO3,所以通入O2N2O5转化为NO3-,则石墨Ⅱ附近发生的电极反应为O2+4e-+2N2O5=4NO3-

故答案为: O2+4e-+2N2O5=4NO3-

②要使cCr3+)降至10-5molL-1,则此时溶液中cOH-===10-9mol/LcH+===10-5mol/LpH=-lg10-5=5,即溶液的pH应调至5

故答案为:5;

2放电时,所给式子从左往右看,此时Cd的化合价升高,所以Cd作负极;

故答案为:负;

充电时,所给式子从右往左看,阳极发生的氧化反应,其对应的电极反应式为:NiOH2-e-+OH-= NiOOH+ H2O

故答案为:NiOH2-e-+OH-= NiOOH+ H2O

充电时阴极发生反应:CdOH2+2e-=Cd+2OH-,阴极质量要减小,减少的质量即是生成的OH-的质量。此时得电子的物质的量与OH-的物质的量相等,所以生成的OH-的物质的量也是0.2mol,其质量为3.4g

故答案为:减少;3.4g

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