Question

【題目】認真觀察下列裝置，回答下列問題：

(1)裝置B中PbO2上發生的電極反應方程式為___，鹽橋中K+移向___(填“裝置B”或“裝置C”)。

(2)裝置A中總反應的離子方程式為___。

(3)若裝置E中的目的是在Cu材料上鍍銀，則X為___，極板N的材料為___。

(4)裝置D中右側石墨電極反應式為：___；

(5)某種利用垃圾滲透液實現發電、環保二位一體結合的裝置示意圖如圖所示，當該裝置工作時，按要求填空：

①電流由極___(填“X→Y”或“Y→X”)，當電路中流過7.5mol電子時，共產生標準狀況下N2的體積為___；

②Y極發生的反應為：___。

Answer 1

【答案】PbO2+2e-+4H++SO42- =PbSO4+2H2O 裝置B Cu+2H+Cu2++H2↑ AgNO3 Ag 2Cl--2e-=Cl2↑ Y→X 44.8L 2NO+10e-+6H2O=N2↑+12OH-

【解析】

由圖示可知，B、C用鹽橋連接，結合B、C裝置中電解質溶液和電極，B和C構成鉛蓄電池，屬于原電池裝置，鉛蓄電池正極為PbO2，負極為Pb，則A、D、E為電解池，電解池的陽極與原電池的正極相連，陰極與負極相連，則裝置A中，Pt電極為陰極，Cu電極為陽極；裝置D中，左端的石墨電極為陰極，右端的石墨電極為陽極；裝置E中M電極為陰極，N電極為陽極，據此分析解答(1)~(4)；

(5)根據處理垃圾滲濾液并用其發電的示意圖知道：裝置屬于原電池裝置，X是負極，氨氣發生失電子的氧化反應，電極反應式為：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正極，NO3-發生得電子的還原反應，電極反應式為：2NO3-+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，電解質里的陽離子移向正極，陰離子移向負極，電流從正極流向負極，據此回答。

(1)根據分析，B和C構成鉛蓄電池，屬于原電池裝置，鉛蓄電池正極為PbO2，電極反應方程式為PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，原電池中陽離子向正極移動，則鹽橋中K+移向PbO2電極所在的裝置移動即向裝置B移動；

(2)根據分析，裝置A為電解池，裝置A中，Cu電極為陽極，電極反應為：Cu-2e-=Cu2+；Pt電極為陰極，根據放電順序，氫離子在陰極放電，電極反應為：2H++2e-=H2↑，則裝置A中總反應的離子方程式為Cu+2H+Cu2++H2↑；

(3)根據分析，裝置E為電解池，其中M電極為陰極，N電極為陽極，若裝置E中的目的是在Cu材料上鍍銀，則銀為鍍層金屬，Cu為鍍件，電鍍池中鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電解液要含有鍍層金屬離子，則X為AgNO3，極板N的材料為Ag；

(4)根據分析，裝置D為電解池，其中右端的石墨電極為陽極，電解質溶液為氯化鈉溶液，陽極上陰離子放電，根據放電順序，氯離子在陽極上放電，電極反應式為：2Cl--2e-=Cl2↑；

(5)①根據分析可知，裝置屬于原電池裝置，X是負極，Y是正極，電流從正極流向負極，即電流由Y→X；X是負極，氨氣發生失電子的氧化反應，電極反應式為：2NH36e+6OH═N2+6H2O，Y是正極，NO3發生得電子的還原反應，電極反應式為：2NO3+10e+6H2O═N2↑+12OH，則總反應式為：5NH3+3NO3═4N2+6H2O+3OH，根據電池總反應可知，生成4mol N2時電路中轉移15mol電子，則當電路中流過7.5mol電子時，共產生標準狀況下N2的體積為×4mol×22.4L/mol=44.8L；

②根據分析，Y是正極，NO3-發生得電子的還原反應，電極反應式為：2NO3-+10e-+6H2O═N2↑+12OH-。