電化學(xué)原理在能量轉(zhuǎn)化,物質(zhì)制備及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用,請(qǐng)按要求回答下列問題:
Ⅰ.(1)1977年,伏打電堆的發(fā)明為電化學(xué)的創(chuàng)建開辟了道路,某化學(xué)興趣小組在閱讀了相關(guān)材料后,想把反應(yīng)3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O設(shè)計(jì)成原電池,則電池的負(fù)極材料應(yīng)選擇 銅銅;正極的電極反應(yīng)式為 NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2ONO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O。
(2)工業(yè)上常用電解氧化法在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)一般采用硫酸溶液,陽極的電極反應(yīng)式為 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+。
Ⅱ.一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖甲所示,該電池用KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。以該燃料電池作為電源電解足量的飽和CuSO4溶液以實(shí)現(xiàn)向鐵棒上鍍銅,裝置如圖乙所示。
(3)a電極為燃料電池的 負(fù)負(fù)極(填“正”或“負(fù)”),其電極反應(yīng)方程式為 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2ON2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O。
(4)d電極應(yīng)選用的電極材料為 鐵鐵。(填“鐵”或“銅”)
Ⅲ.氰化物在工業(yè)中廣泛存在于電鍍、油漆、染料、橡膠等行業(yè)中,但是氰化物有劇毒,很多氰化物在加熱或與酸作用后會(huì)釋放出揮發(fā)性的有毒氣體氰化氫。因此在含氰工業(yè)廢水排放前,需要對(duì)其進(jìn)行治理。在堿性條件下利用電解法除去廢水中的氯化物(以CN-代表),裝置如圖丙,已知石墨電極上依次發(fā)生的部分反應(yīng)有:
a.CN-+2OH--2e -=CNO-+H2O
b.2Cl--2e-=Cl2↑
c.3Cl2+2CNO -+8OH-=N2↑+6Cl-+2CO32-+4H2O
(5)鐵電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為 2H2O+2e-=H2↑+2OH-2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
(6)該電解過程一般控制pH在9~10之間,pH偏高或偏低均會(huì)引起除氰效果降低,你認(rèn)為可能的原因是 pH偏高,可能會(huì)有OH-在陽極參與放電,降低CNO-離子的氧化效率;pH偏低,可能會(huì)有CN-轉(zhuǎn)化為HCN氣體揮發(fā)pH偏高,可能會(huì)有OH-在陽極參與放電,降低CNO-離子的氧化效率;pH偏低,可能會(huì)有CN-轉(zhuǎn)化為HCN氣體揮發(fā)。忽略鐵電極上的其他反應(yīng),電解一段時(shí)間后,相同條件下在石墨電極處測得產(chǎn)生N2xmL,同時(shí)在鐵電極處產(chǎn)生氣體ymL,則氰去除率為 5xy×100%5xy×100%。(氰去除率=實(shí)際CN-去除量理論CN-去除量×100%)
5
x
y
5
x
y
實(shí)際
C
N
-
去除量
理論
C
N
-
去除量
×
【考點(diǎn)】原電池與電解池的綜合;電解原理.
【答案】銅;NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O;2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+;負(fù);N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O;鐵;2H2O+2e-=H2↑+2OH-;pH偏高,可能會(huì)有OH-在陽極參與放電,降低CNO-離子的氧化效率;pH偏低,可能會(huì)有CN-轉(zhuǎn)化為HCN氣體揮發(fā);×100%
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:41引用:2難度:0.5
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發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:17引用:1難度:0.9
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