Question

10．電化學在金屬冶煉和環(huán)境處理等方面有著廣泛的應用

（1）由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是bd
a．Fe₂O₃b．NaCl      c．Cu₂S      d．Al₂O
（2）如圖1為電解精煉銀的示意圖，a（填“a”或“b”）極為含有雜質的粗銀，寫出b電極反應式為Ag+e^_=Ag⁺
（3）銀制器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag₂S的緣故．根據電化學原理可進行如下處理：在鋁質容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時間后發(fā)現黑色會褪去．黑色褪去的原因是（用電極反應是表示）Ag₂S+2e^-=2Ag+S^2-，鋁質容器為負極，其中食鹽水的作用為增強導電性．
（4）利用電化學降解法可治理水中硝酸鹽的污染．電化學降解NO₃^-生成氮氣的原理如圖2所示．
①電源正極為A（填“A”或“B”），陰極反應式為2NO₃^-+6H₂O+10e^-=N₂+12OH^-．
②若電解過程中轉移了1mol電子，則膜兩側電解液的質量變化差（△m_左-△m_右）為7.2g．

Answer 1

分析 （1）冶煉活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al，一般用電解熔融的氯化物（Al是電解熔融的Al₂O₃）制得；
（2）電解精煉時含有雜質的金屬作陽極；陽極上是陰離子得電子的還原反應；
（3）鋁、銀和氯化鈉溶液構成原電池，鋁作負極、銀作正極，負極上鋁失電子發(fā)生氧化反應，正極上銀離子得電子發(fā)生還原反應，據此分析解答；
（4）①由圖示知在Ag-Pt電極上NO₃^-發(fā)生還原反應，因此Ag-Pt電極為陰極，則B為負極，A為電源正極；陰極反應是NO₃^-得電子發(fā)生還原反應生成N₂，利用電荷守恒與原子守恒知有水參與反應；
②轉移2mol電子時，陽極（陽極反應為H₂O失電子氧化為O₂和H⁺）消耗1mol水，產生2molH⁺進入陰極室，陽極室質量減少18g；陰極室中放出0.2molN₂（5.6g），同時有2molH⁺（2g）進入陰極室．

解答 解：（1）冶煉活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al，一般用電解熔融的氯化物，由于AlCl₃是共價化合物熔融時不導電，所以Al是電解熔融的Al₂O₃制得；
故答案為：bd；
（2）電解精煉時，粗銀作陽極，純銀作陰極，陽極與外接電源的正極相連，則a為含有雜質的粗銀，若陰極有少量紅棕色氣體生成，說明陰極上硝酸根離子得電子生成二氧化氮，電極反應式為：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，b電極反應式為Ag+e^_=Ag⁺，
故答案為：a；Ag+e^_=Ag⁺；
（3）銀器放在鋁制容器中，由于鋁的活潑性大于銀，故鋁為負極，失電子，銀為正極，銀表面的Ag₂S得電子，析出單質銀，即Ag₂S+2e^-=2Ag+S^2-，黑色褪去是Ag₂S轉化為Ag而不是AgCl，其中食鹽水的作用為增強導電性，故答案為：Ag₂S+2e^-=2Ag+S^2-； 負；為增強導電性；
（4）①由圖示知在Ag-Pt電極上NO₃^-發(fā)生還原反應，因此Ag-Pt電極為陰極，則B為負極，A為電源正極，在陰極反應是NO₃^-得電子發(fā)生還原反應生成N₂，利用電荷守恒與原子守恒知有H₂O參與反應，所以陰極上發(fā)生的電極反應式為：2NO₃^-+6H₂O+10e^-=N₂↑+12OH^-，故答案為：A；2NO₃^-+6H₂O+10e^-=N₂+12OH^-；
②轉移1mol電子時，陽極（陽極反應為H₂O失電子氧化為O₂和H⁺）消耗0.5mol水，產生1molH⁺進入陰極室，陽極室質量減少9g；陰極室中放出0.1molN₂（2.8g），同時有1molH⁺（1g）進入陰極室，因此陰極室質量減少1.8g，故膜兩側電解液的質量變化差（△m左-△m右）=9g-1.8g=7.2g，
故答案為：7.2．

點評 本題考查了電解原理的分析，電極分析判斷方法，明確原電池工作原理為解答關鍵，注意掌握原電池兩極的判斷方法，能夠正確書寫電極反應式，試題培養(yǎng)了學生的靈活應用能力．