Question

對(duì)工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施。

（1）含氰廢水中的CN－有劇毒。

①CN－中C元素顯+2價(jià)， N元素顯-3價(jià)，用原子結(jié)構(gòu)解釋N元素顯負(fù)價(jià)的原因是 ，共用電子對(duì)偏向N原子，N元素顯負(fù)價(jià)。

②在微生物的作用下，CN－能夠被氧氣氧化成HCO3-，同時(shí)生成NH3，該反應(yīng)的離子方程式為 。

（2）含乙酸鈉和對(duì)氯酚（）的廢水可以利用微生物電池除去，其原理如下圖所示。

①B是電池的 極（填“正”或“負(fù)”）；

②A極的電極反應(yīng)式為 。

（3）電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液，同時(shí)得到乳酸的原理如下圖所示（圖中“HA”表示乳酸分子，A- 表示乳酸根離子）。

陽極的電極反應(yīng)式為 。

簡(jiǎn)述濃縮室中得到濃乳酸的原理： 。

③ 電解過程中，采取一定的措施可控制陽極室的pH約為6-8，此時(shí)進(jìn)入濃縮室的OH-可忽略不計(jì)。400mL 10 g?L-1乳酸溶液通電一段時(shí)間后，濃度上升為145 g?L-1（溶液體積變化忽略不計(jì)），陰極上產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為 L。（乳酸的摩爾質(zhì)量為90 g? mol-1）

 

Answer 1

（1）①C和N的原子電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)C小于N，最外層電子數(shù)C小于N，原子半徑C大于N，得電子能力C弱于N

② 2CN－+ 4H2O + O2 2HCO3－ + 2NH3

（2）①負(fù)；② Cl－－OH + e－ + H+ === －OH + Cl－

（3）①4OH－－4e－=== 2H2O+O2↑

② 陽極OH-放電，c(H+)增大，H+從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室；

A－通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，H+ +A－ === HA，乳酸濃度增大。

③ 6．72

【解析】

試題分析：（1）①C和N是第二周期元素的原子，它們的原子電子層數(shù)相同（同周期），但是核電荷數(shù)C小于N，所以原子半徑C大于N，即吸引電子能力C弱于N，所以C、N形成的化合物共用電子對(duì)偏向N原子，N元素顯負(fù)價(jià)。

②CN-能夠被氧氣氧化成HCO3-，同時(shí)生成NH3得出方程式為：2CN-+4H2O+O22HCO3-+2NH3。

（2）①原電池中氫離子的移動(dòng)方向是從負(fù)極流向正極，所以B是電池的負(fù)極。

②A是正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：Cl－－OH + e－ + H+ === －OH + Cl－。

（3）①陽極上是陰離子氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH--4e-═2H2O+O2↑。

②在電解池的陽極上是OH-放電，所以c（H+）增大，并且H+從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室；根據(jù)電解原理，電解池中的陰離子移向陽極，即A-通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，這樣：H++A-═HA，乳酸濃度增大。

③在陽極上發(fā)生電極反應(yīng)：4OH--4e-═2H2O+O2↑，陰極上發(fā)生電極反應(yīng)：2H++2e-=H2↑，根據(jù)電極反應(yīng)方程式，則有：HA～H+～1/2H2，根據(jù)差值法，乳酸的濃度變化量是（145g?L-1-10g?L-1）÷90g/mol=1．5mol/L，即生成HA的物質(zhì)的量是1．5mol/L×0．4L=0．6mol，所以產(chǎn)生氫氣是0．3mol即0．3mol×22．4L/mol=6．72L。

考點(diǎn)：本題考查原子結(jié)構(gòu)、電解池和原電池原理及應(yīng)用。