Question

15．用如圖所示裝置處理含 NO${\;}_{3}^{-}$的酸性工業(yè)廢水，某電極反應式為 2NO${\;}_{3}^{-}$+12H⁺+10e^-═N₂↑+6H₂O，請回答下列問題．
（1）電源正極為A（ 填“A”或“B”），與該電極連接的Pt電極反應式為4OH?-4e?═2H₂O+O₂↑．
（2）電解時 H⁺從質子交換膜側向側移動右（ 填“左”或“右”）．
（3）電解過程中，左側電解液pH減小（ 填“增大”“減小”或“不變”）．
（4）電解池一側生5.6gN₂，另一側溶液質量減少18g．
（ 5 ）若上述直流電源采用乙醇燃料電池，電解質溶液為KOH溶液，通入氧氣的電極為正極（ 填“正極”或“負極”），寫出負極的電極反應式CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-═2CO₃^2-+11H₂O．

Answer 1

分析 據(jù)電極反應式為2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O，可知，該反應為還原反應，為陰極反應式，廢水在右邊反應，說明右邊陰極；左邊陽極，氫氧根離子在陽極放電生成氧氣和氫離子，據(jù)電子守恒和原子守恒解答．

解答 解：據(jù)電極反應式為2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O，可知，該反應為還原反應，為陰極反應式，廢水在右邊反應，說明右邊陰極；左邊陽極，氫氧根離子在陽極放電生成氧氣和氫離子，
（1）根據(jù)以上分析，左邊陽極，所以電源正極為A，反應為4OH?-4e?═2H₂O+O₂↑，故答案為：A；4OH?-4e?═2H₂O+O₂↑；
（2）電解時 H⁺從質子交換膜側移向陰極即從左到右，故答案為：左；右；
（3）電解過程中，左邊陽極，反應為4OH?-4e?═2H₂O+O₂↑，所以左側電解液pH減小，故答案為：減�。�
（4）根據(jù)電子守恒，電解池一側生5.6gN₂，2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O則轉移$\frac{5.6}{28}$×10=2mol，另一側即右側反應為4OH?-4e?═2H₂O+O₂↑，每有2mol水電解轉移4mol電子，則陽極被電解的水的質量為1mol×18g/mol=18g，故答案為：18g；
（ 5 ）乙醇燃料電池，電解質溶液為KOH溶液，通入氧氣的電極為正極，負極為乙醇失電子發(fā)生氧化反應，反應式為：CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-═2CO₃^2-+11H₂O；故答案為：正極；CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-═2CO₃^2-+11H₂O．

點評 本題考查了電解原理的應用，注意電子守恒和陽極發(fā)生氧化反應陰極發(fā)生還原反應，題目難度中等．