Question

電解法在污染處理上有廣泛應(yīng)用，下面是兩例具體應(yīng)用．
（1）工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進行處理．其中一種處理方法為電解法：該法用Fe做電極，電解含Cr₂O₇^2-的酸性廢水，隨著電解進行，陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr（OH）₃沉淀．陽極的電極反應(yīng)式為

 

．在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應(yīng)方程式解釋）

 

．產(chǎn)生的陽極產(chǎn)物在處理廢水中的鉻元素中所起的作用是

 

．
（2）用Na₂SO₃溶液吸收SO₂，再經(jīng)惰性電極電解NaHSO₃轉(zhuǎn)化為H₂SO₄是處理SO₂尾氣的方法之-，裝置如圖；
a為

 

極，陰極的電極反應(yīng)式為

 

，陽極的主要電極反應(yīng)式為

 

，作為副產(chǎn)物陽極區(qū)放出氣體的成分為

 

（填化學(xué)式），從a向b遷移的陰離子除OH^-外還有

 

（填離子符號）．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）用Fe做電極進行電解，陽極發(fā)生Fe-2e^-=Fe²⁺，生成的亞鐵離子與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)被還原為Cr³⁺然后生成Cr（OH）₃沉淀除去，以此來解答；
（2）a為區(qū)產(chǎn)生氫氣，正一價的氫發(fā)還原反應(yīng)生成氫氣，而陰極發(fā)生還原反應(yīng)，裝置的目的是用Na₂SO₃溶液吸收SO₂，再用惰性電極電解吸收液將其轉(zhuǎn)化為H₂SO₄，可以知道化合價升高的是硫元素，在陽極上會發(fā)生失電子化合價升高的反應(yīng)，陽極周圍是水電離出的氧根離子放電，生成氧氣，產(chǎn)生的氫離子與移過來和亞硫酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫氣體，陰離子交換膜 具有選擇性，只允許陰離子通過，所以從a為陰向b陽極遷移的陰離子有SO₃^2-和HSO₃^-．

解答： 解：（1）Fe為陽極，則陽極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺，溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣，則陰極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂ ↑，產(chǎn)生的陽極產(chǎn)物在處理廢水中的鉻元素中所起的作用，生成的亞鐵離子與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)被還原為Cr³⁺，是作還原劑將+6價的Cr還原為+3價的Cr，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H⁺+2e^-=H₂ ↑；還原劑將+6價的Cr還原為+3價的Cr；
（2）a為區(qū)產(chǎn)生氫氣，正一價的氫發(fā)還原反應(yīng)生成氫氣，而陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2HSO₃^-+2e^-=H₂↑+2SO₃^2-，裝置的目的是用Na₂SO₃溶液吸收SO₂，再用惰性電極電解吸收液將其轉(zhuǎn)化為H₂SO₄，可以知道化合價升高的是硫元素，在陽極上會發(fā)生失電子化合價升高的反應(yīng)，故陽極反應(yīng)式為：HSO₃^--2e^-+H₂O=3H⁺+SO₄^2-，
陽極周圍是水電離出的氫氧根離子放電，生成氧氣，產(chǎn)生的氫離子與移過來和亞硫酸根離子反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫氣體，陰離子交換膜 具有選擇性，只允許陰離子通過，所以從a向b遷移的陰離子有SO₃^2-和HSO₃^-，
故答案為：陰；2HSO₃^-+2e^-=H₂↑+2SO₃^2-；HSO₃^--2e^-+H₂O=3H⁺+SO₄^2-；O₂和SO₂；SO₃^2-和HSO₃^-，．

點評：本題考查電解原理及氧化還原反應(yīng)，明確電極時解答本題的關(guān)鍵，熟悉發(fā)生的電極反應(yīng)及氧化還原反應(yīng)即可解答，題目難度中等．