Question

19．观察如图装置，回答下列问题：

（1）装置C中Pb上发生的电极反应方程式为Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄．
（2）若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则极板N的材料为Ag，X溶液为AgNO₃．
（3）当装置A中Cu电极质量改变0.32g时，常温下装置D溶液的PH为13（设装置D电解过程产生的气体完全逸出，且溶液体积不变）．
（4）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质（用NH₃表示）和氯化物，把垃圾渗滤液加入到装置E的电解池（M、N电极为惰性材料）进行电解除去NH₃，净化污水．该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N₂．
①写出电解时N极的电极反应式：2Cl^--2e^-=Cl₂↑．
②写出第二步反应的化学方程式：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl或3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．

Answer 1

分析 （1）B和C装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅；
（2）电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中阳离子和镀层金属相同；
（3）根据转移电子守恒计算生成气体的体积；
（4）根据信息：该电解池（电极为惰性材料）电解除去NH₃，净化污水；该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，即产生能将氨氧化为氮气的物质，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N₂，据电解池的工作原理结合发生的反应来回答．

解答 解：（1）B和C装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，原电池放电时，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，发生还原反应，C装置中Pb上的电极反应式为：Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄，
故答案为：Pb-2e^-+SO₄^2-═PbSO₄；
（2）电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中阳离子和镀层金属相同，若装置D的目的是在某镀件上镀银，则X为硝酸银溶液，N作阳极，应该是银，若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，则极板N的材料为惰性电极（或石墨等不溶性惰性材料），被保护的金属连接电源阴极，
故答案为：Ag；AgNO₃；
（3）当装置A中Cu电极质量改变0.32g时，n（Cu）=$\frac{0.32g}{64g/mol}$=0.005mol，则转移了0.01mol电子，装置D中n（NaCl）=1mol/L×0.1L=0.1mol，阳极发生2Cl-2e^-=Cl₂↑，阴极发生2H⁺+2e^-=H₂↑，消耗了0.01mol氢离子，则溶液中产生0.01mol氢氧根离子，氢氧根离子浓度为：$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mmol/L，该溶液的pH=13，
故答案为：13；
（4）①根据图示知道：N电极是电解池的阳极，该电极上发生失电子的氧化反应，可以得到氧化剂，根据离子的放电顺序，即氯离子失电子产生氯气的过程，电极反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
②第二步氧化剂氯气氧化氨氮物质即氨气生成N₂的过程，发生的反应为：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl或3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl，
故答案为：3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl或3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．

点评 本题考查了原电池、电解池的工作原理，题目难度中等，根据图示正确判断原电池、电解池为解答关键，注意掌握原电池、电解池工作原理，试题培养了学生的灵活应用能力．