电化学原理在能量转化,物质制备及环境保护等领域均有广泛应用,请按要求回答下列问题:
Ⅰ.(1)1977年,伏打电堆的发明为电化学的创建开辟了道路,某化学兴趣小组在阅读了相关材料后,想把反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O设计成原电池,则电池的负极材料应选择 铜铜;正极的电极反应式为 NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2ONO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O。
(2)工业上常用电解氧化法在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质一般采用硫酸溶液,阳极的电极反应式为 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+。
Ⅱ.一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图甲所示,该电池用KOH溶液作为电解质溶液。以该燃料电池作为电源电解足量的饱和CuSO4溶液以实现向铁棒上镀铜,装置如图乙所示。

(3)a电极为燃料电池的 负负极(填“正”或“负”),其电极反应方程式为 N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2ON2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O。
(4)d电极应选用的电极材料为 铁铁。(填“铁”或“铜”)
Ⅲ.氰化物在工业中广泛存在于电镀、油漆、染料、橡胶等行业中,但是氰化物有剧毒,很多氰化物在加热或与酸作用后会释放出挥发性的有毒气体氰化氢。因此在含氰工业废水排放前,需要对其进行治理。在碱性条件下利用电解法除去废水中的氯化物(以CN-代表),装置如图丙,已知石墨电极上依次发生的部分反应有:
a.CN-+2OH--2e -=CNO-+H2O
b.2Cl--2e-=Cl2↑
c.3Cl2+2CNO -+8OH-=N2↑+6Cl-+2CO32-+4H2O
(5)铁电极上发生的电极反应为 2H2O+2e-=H2↑+2OH-2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
(6)该电解过程一般控制pH在9~10之间,pH偏高或偏低均会引起除氰效果降低,你认为可能的原因是 pH偏高,可能会有OH-在阳极参与放电,降低CNO-离子的氧化效率;pH偏低,可能会有CN-转化为HCN气体挥发pH偏高,可能会有OH-在阳极参与放电,降低CNO-离子的氧化效率;pH偏低,可能会有CN-转化为HCN气体挥发。忽略铁电极上的其他反应,电解一段时间后,相同条件下在石墨电极处测得产生N2xmL,同时在铁电极处产生气体ymL,则氰去除率为 5xy×100%5xy×100%。(氰去除率=实际CN-去除量理论CN-去除量×100%)
5
x
y
5
x
y
实际
C
N
-
去除量
理论
C
N
-
去除量
×
【考点】原电池与电解池的综合;电解原理.
【答案】铜;NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O;2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+;负;N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O;铁;2H2O+2e-=H2↑+2OH-;pH偏高,可能会有OH-在阳极参与放电,降低CNO-离子的氧化效率;pH偏低,可能会有CN-转化为HCN气体挥发;×100%
5
x
y
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:41引用:2难度:0.5