题目内容
【题目】电絮凝的反应原理是以铝、铁等合金金属作为主电极,借助外加脉冲高电压作用产生电化学反应,把电能转化为化学能,以牺牲阳极金属电极产生金属阳离子絮凝剂,通过凝聚、浮除、还原和氧化分解将污染物从水体中分离,从而达到净化水体的目的。下列说法正确的是( )
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A.右极为阳极,左极为阴极
B.电子从左极经电解液流入右极
C.每产生1 mol O2,整个电解池中理论上转移电子数为4NA
D.若铁为阳极,则在处理废水过程中阳极附近会发生:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
【答案】D
【解析】
由装置图可知,若铁为阳极,则阳极电极方程式有Fe-2e-═Fe2+和2H2O-4e-═O2↑+4H+,并且二价铁还被放出的氧气氧化成三价铁,离子方程式为:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,阴极氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-,据此分析解答。
A.该装置是把电能转化为化学能的电解池,电子流入的电极为阴极,电子流出的电极为阳极,所以左极为阳极,右极为阴极,故A错误;
B.电子不能通过电解质溶液,电解质溶液中通过离子的定向移动,再在两极得失电子形成电流,故B错误;
C.每产生1 mol O2,根据电极反应,Mne=Mn+(M代表金属)和2H2O4e=O2↑+4H+,转移电子的物质的量大于4 mol,转移电子数大于4NA,故C错误;
D.根据题意,若铁为阳极,则阳极电极反应式为Fe2e=Fe2+和2H2O4e=O2↑+4H+,并且二价铁还被放出的氧气氧化成三价铁,离子方程式为:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,故D正确;
答案选D。
【题目】查阅资料:元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色) 、Cr(OH)4-(绿色) 、Cr2O72(橙红色)、CrO42(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
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(1)CrO42和Cr2O72在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0 mol·L1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)随c(H+)的变化如右图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知,溶液酸性增大,CrO42的平衡转化率________(填“增大“减小”或“不变”)。
③升高温度,溶液中CrO42的平衡转化率减小,则该反应的ΔH____0(填“>”“<”或“=”)。
(2)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去.已知:某含铬废水处理的主要流程如图所示:
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①初沉池中加入的混凝剂是K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,其作用为__________(用离子方程式表示).
②反应池中用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O72-还原成Cr3+,该反应的离子方程式为________.根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此过程中发生主要反应的离子的先后顺序是____________。
氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物沉淀完全时的pH | |
Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
Cr3+ | 6.0 | 8.0 |
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(3)工业可用电解法来处理含 Cr2O72-废水。实验室利用如图模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应式是Fe-2e-═Fe2+,阴极反应式是2H++2e-═H2↑,Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是__________,得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,用电解法处理该溶液中0.01mol Cr2O72-时,至少得到沉淀的质量是__________ g。