Question

最近华南理工大提出利用电解法制H₂O₂并用产生的H₂O₂处理废氨水，装置如图
①为了不影响H₂O₂的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH₄⁺）

 

c（NO₃^-）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②Ir-Ru惰性电极有吸附O₂作用，该电极上的反应为

 

．
③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH₃?H₂O的物质的量为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：①根据溶液呈电中性，溶液中阳离子所带的正电荷总数等于溶液中阴离子所带的负电荷总数进行解答；
②在该电解池中，Ir-Ru惰性电极有吸附O₂作用为氧气得电子发生还原反应，在酸性条件下生成过氧化氢；
③根据4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O，每转移12mol电子，处理4mol氨气，据此分析解答．

解答： 解：①向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，根据溶液呈电中性，溶液中c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-）+c（OH^-），pH约为5呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），所以
c（NH₄⁺）＜c（NO₃^-），故答案为：＜；
②利用电解法制H₂O₂，在该电解池中，Ir-Ru惰性电极有吸附O₂作用为氧气得电子发生还原反应，O₂+2H⁺+2e^-═H₂O₂，故答案为：O₂+2H⁺+2e^-═H₂O₂；
③4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O中，氨气中的氮元素从-3价变为氮气中的0价，4mol氨气转移12mol电子，所以转移3mol电子，最多可以处理NH₃?H₂O的物质的量为1mol，
故答案为：1mol．

点评：本题考查了离子浓度大小比较、电极反应式书写、氧化还原反应中据电子守恒的计算，题目难度中等．