Question

19．觀察如圖裝置，回答下列問題：

（1）裝置C中Pb上發(fā)生的電極反應方程式為Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄．
（2）若裝置E的目的是在Cu材料上鍍銀，則極板N的材料為Ag，X溶液為AgNO₃．
（3）當裝置A中Cu電極質量改變0.32g時，常溫下裝置D溶液的PH為13（設裝置D電解過程產生的氣體完全逸出，且溶液體積不變）．
（4）垃圾滲濾液中含有大量的氨氮物質（用NH₃表示）和氯化物，把垃圾滲濾液加入到裝置E的電解池（M、N電極為惰性材料）進行電解除去NH₃，凈化污水．該凈化過程分兩步：第一步電解產生氧化劑，第二步氧化劑氧化氨氮物質生成N₂．
①寫出電解時N極的電極反應式：2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
②寫出第二步反應的化學方程式：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl或3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．

Answer 1

分析 （1）B和C裝置形成原電池，鉛作負極，二氧化鉛作正極，正極上二氧化鉛得電子和硫酸根離子反應生成硫酸鉛；
（2）電鍍時，鍍層作陽極，鍍件作陰極，電解質溶液中陽離子和鍍層金屬相同；
（3）根據轉移電子守恒計算生成氣體的體積；
（4）根據信息：該電解池（電極為惰性材料）電解除去NH₃，凈化污水；該凈化過程分兩步：第一步電解產生氧化劑，即產生能將氨氧化為氮氣的物質，第二步氧化劑氧化氨氮物質生成N₂，據電解池的工作原理結合發(fā)生的反應來回答．

解答 解：（1）B和C裝置形成原電池，鉛作負極，二氧化鉛作正極，原電池放電時，正極上二氧化鉛得電子和硫酸根離子反應生成硫酸鉛，發(fā)生還原反應，C裝置中Pb上的電極反應式為：Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄，
故答案為：Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄；
（2）電鍍時，鍍層作陽極，鍍件作陰極，電解質溶液中陽離子和鍍層金屬相同，若裝置D的目的是在某鍍件上鍍銀，則X為硝酸銀溶液，N作陽極，應該是銀，若裝置E的目的是驗證金屬的電化學防腐，則極板N的材料為惰性電極（或石墨等不溶性惰性材料），被保護的金屬連接電源陰極，
故答案為：Ag；AgNO₃；
（3）當裝置A中Cu電極質量改變0.32g時，n（Cu）=$\frac{0.32g}{64g/mol}$=0.005mol，則轉移了0.01mol電子，裝置D中n（NaCl）=1mol/L×0.1L=0.1mol，陽極發(fā)生2Cl-2e^-=Cl₂↑，陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，消耗了0.01mol氫離子，則溶液中產生0.01mol氫氧根離子，氫氧根離子濃度為：$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mmol/L，該溶液的pH=13，
故答案為：13；
（4）①根據圖示知道：N電極是電解池的陽極，該電極上發(fā)生失電子的氧化反應，可以得到氧化劑，根據離子的放電順序，即氯離子失電子產生氯氣的過程，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
②第二步氧化劑氯氣氧化氨氮物質即氨氣生成N₂的過程，發(fā)生的反應為：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl或3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl，
故答案為：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl或3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．

點評 本題考查了原電池、電解池的工作原理，題目難度中等，根據圖示正確判斷原電池、電解池為解答關鍵，注意掌握原電池、電解池工作原理，試題培養(yǎng)了學生的靈活應用能力．