题目内容

11．利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr2O72-废水，如图所示；电解过程中溶液发生反应：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O

（1）甲池工作时，NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是N2O5，可循环使用．则石墨Ⅱ是电池的正极；石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为NO2+NO3--e-=N2O5．
（2）工作时，甲池内的NO3-离子向石墨Ⅰ极移动（填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”）；在相同条件下，消耗的O2和NO2的体积比为1：4．
（3）乙池中Fe（Ⅰ）棒上发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+．
（4）若溶液中减少了0.01mol Cr2O72-，则电路中至少转移了0.12mol电子．
（5）向完全还原为Cr3+的乙池工业废水中滴加NaOH溶液，可将铬以Cr（OH）3沉淀的形式除去，已知Cr（OH）3存在以下溶解平衡：Cr（OH）3（s）═Cr3+（aq）+3OH-（aq），常温下Cr（OH）3的溶度积Ksp=c（Cr3+）•c3（OH-）=1.0×10-32，要使c（Cr3+）降至10-5mol•L-1，溶液的pH应调至5．

分析 （1）甲池工作时，NO2转变成N2O5，说明氮元素的化合价升高，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO2+NO3--e-=N2O5，石墨Ⅱ为正极；
（2）石墨Ⅰ为负极，原电池中阴离子向负极移动，根据得失电子守恒知，O2和NO2的体积比；
（3）由于石墨Ⅰ为负极，故Fe（Ⅰ）为阳极，铁失去电子生成亚铁离子；
（4）Fe（Ⅱ）为阴极，根据0.01mol Cr2O72-，转变为三价铬离子计算转移的电子；
（5）根据Ksp=c（Cr3+）•c3（OH-）=1.0×10-32，要使c（Cr3+）降至10-5mol•L-1，计算氢氧根离子的浓度，再计算氢离子的浓度，从而求pH．

解答 解：（1）甲池工作时，NO2转变成N2O5，说明氮元素的化合价升高，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO2+NO3--e-=N2O5，石墨Ⅱ为正极，
故答案为：正；NO2+NO3--e-=N2O5；
（2）由于石墨Ⅰ为负极，原电池中阴离子向负极移动，根据得失电子守恒计算1molO2反应中转移4mol电子，4molNO2转变成N2O5，转移4mol电子，相同状况下气体的体积比等于物质的量之比，故O2和NO2的体积比为1：4，
故答案为：石墨Ⅰ；1：4；
（3）由于石墨Ⅰ为负极，故Fe（Ⅰ）为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，
故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
（4）Fe（Ⅱ）为阴极，根据0.01mol Cr2O72-，0.01Cr2O72-～0.02Cr3+～0.06mole-，此时阳极中产生的0.06mol二价铁转变为三价铁，阳极上起先有0.06mol铁溶解变为二价铁，故转移电子的物质的量为0.12mol，
故答案为：0.12；
（5）溶液中c（OH-）≥$\root{3}{\frac{{K}_{sp}}{c（C{r}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-32}}{1{0}^{-5}}}$mol/L=10-9 mol/L，则溶液中c（H+）≤$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$mol/L，所以溶液的 pH≥5，故答案为：5．

点评 本题考查原电池与电解原理、pH计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确各个电极上发生的反应、物质之间的转化是解本题关键，难点是计算，根据电极反应及转移的电子数目进行计算，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
1．一定条件下，可逆反应X（g）+3Y（g）?2Z（g），若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为0），平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1molL-1、0.3molL-1、0.08molL-1，则下列判断不合理的是（　　）
A．c1：c2=1：3B．平衡时，Y与Z的生成速率之比为3：2
C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围0＜c1＜0.14 molL-1
2．将海水淡化与浓缩海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一．浓缩海水中的Br-、Mg2+可通过一系列工艺流程提取出来．
（1）图1是采用膜分离技术淡化海水的示意图，淡化膜可让水分子通过，而海水中其他离子不能通过．加压后，左侧海水中增加的是B（填字母）

A．溶质质量    B．溶剂质量    C．溶质的质量分数
（2）在浓缩海水中通入氯气，生成Br2，有关的离子方程式是2Br-+Cl2═Br2+2Cl-，该反应中的氧化剂是Cl2，生成的Br2可用热空气法吹出的原因溴的沸点较低，易挥发．
（3）从海水中提取镁的主要步骤如图2：
①操作a是过滤
②试剂X是，A与X反应的离子方程式Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O．
③为检验MgCl2溶液中是否含有NaCl残留，实验操作是焰色反应．
④生产出的镁在运输途中应防雨淋，原因是Mg+2H2O=Mg（OH）2↓+H2↑（用化学方程式表示）．
19．常温常压下，由三种气态烃以任意比例组成混合气体，现取体积为V的该混合气体与足量氧气混合，经点燃爆炸后恢复到原状况，气体总体积缩小了2V．混合烃的可能组合是（　　）
A．CH4C2H4C3H4B．CH4C2H6C2H2C．C2H2C2H4C3H6D．C2H4C3H6C4H8
6．如图所示的锌、铜和稀硫酸组成的原电池，工作时下列说法正确的是（　　）
A．反应一段时间后，溶液的酸性减弱
B．电子由Zn经外电路流向Cu，再经硫酸溶液流回Zn
C．负极的反应式为2H++2e-═H2↑
D．硫酸作电解质起导电的作用，故浓度保持不变
16．能证明乙醇分子中含有一个羟基的事实是（　　）
A．乙醇完全燃烧生成水
B．0.1mol CH3CH2OH与足量金属钠反应生成0.05molH2
C．乙醇能与水以任意比例互溶
D．乙醇的沸点（78.5℃）比乙烷（-88.6℃）的高出许多
3．有机物A的结构简式为，它可通过不同化学反应分别制得B、C、D和E四种物质

请回答下列问题：
（1）化合物E的分子式是C9H8O2．
（2）在A～E五种物质中，互为同分异构体的是CE（填字母）．
（3）写出下列反应的化学方程式A→B：；A→D：．
（4））化合物D不能发生的反应是C（填字母）．
A．加成反应    B．酯化反应    C．消去反应    D．水解反应    E．银镜反应
（5）C通过加聚反应能形成高聚物，该高聚物的结构简式为．
20．硅被誉为无机非金属材料的主角．有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”．下列有关说法正确的是（　　）
A．硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅资源，如石英、水晶的主要成分都是SiO2
B．单质硅是一种良好的半导体材料，可用于制造太阳能电池
C．存放NaOH溶液的试剂瓶应用玻璃塞
D．60gSiO2含有1NA个SiO2分子
6．取100mL等物质的量浓度的硝酸和硫酸混合溶液，当加入200mL 1.5mol•L-1的Ba（OH）2溶液时，溶液显中性．请计算：
（1）原混合液中H+的物质的量浓度为6mol•L-1．
（2）当原混合液中加入0.5molCu，最终剩余铜的质量为17.6g．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网