Question

【題目】現以甲醇燃料電池，采用電解法來處理酸性含鉻廢水（主要含有Cr2O72）時，實驗室利用如圖裝置模擬該法：

（1）N電極的電極反應式為______________________．

（2）請完成電解池中Cr2O72轉化為Cr3+的離子反應方程式：______________

Cr2O72+　　Fe2++　　═　　Cr3++　　Fe3++　 　

（3）處理廢水時，最后Cr3+以Cr（OH）3形式除去，當c（Cr3+）=1×105molL﹣1 時，Cr3+沉淀完全，此時溶液的pH=_______． （已知，Ksp=6.4×1031，lg2=0.3）

（4）若燃料電池改用KOH溶液作電解質溶液，則M極的電極反應式為：____________________

（5）已知H2B在溶液中的電離方程式：H2B=H++HB﹣，HB﹣H++B2﹣．下列敘述一定正確的是（____）

A．Na2B溶液存在H2B B．NaHB溶液一定顯堿性

C．NaHB溶液一定顯酸性 D．NaHB溶液與稀鹽酸反應的離子方程式是HB﹣+H+=H2B

Answer 1

【答案】 O2+4e+4H+=2H2O Cr2O72+ 6 Fe2++ 14H+ ═ 2 Cr3++ 6 Fe3++ 7H2O 5.6 CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣= 6H2O + CO32- C

【解析】（1）H+通過質子交換膜由M電極區移向N電極區，則M為負極、N為正極，正極發生還原反應，氧氣得電子，電極反應式為：O2+4e+4H+=2H2O。

故答案為：O2+4e+4H+=2H2O；

（2）左側Fe電極為陽極，Fe失電子生成Fe2+，酸性條件Fe2+將Cr2O72﹣還原為Cr3+，自身被氧化為Fe3+。Cr2O72﹣轉化為Cr3+，化合價共降6價；Fe2+轉化為Fe3+化合價共升高1價，則化合價升降最小公倍數為6，則Cr2O72﹣的系數為1，Fe2+的系數為6，配平離子方程式為：Cr2O72﹣+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

故答案為：Cr2O72﹣+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

（3）Ksp=c(Cr3+)×c3(OH﹣)=6.4×1031，c(Cr3+)=1×105mol/L時，c(OH﹣)=4×109mol/L，則c(H+)=mol/L=2.5×106mol/L，則pH=﹣lg2.5×106=5.6。

故答案為：5.6；

（4）M為負極，N為正極，若燃料電池改用KOH溶液作電解質溶液，M電極CH3OH失電子，生成CO32-。負極電極反應為：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣= 6H2O + CO32-。

故答案為：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣= 6H2O + CO32-；

（5）根據H2B的電離方程式：H2B=H++HB﹣，HB﹣H++B2﹣，可知H2B在水溶液中第一步完全電離，第二步部分電離，H2B為強酸，HB﹣不會發生水解，B2-發生一步水解。由于B2-只發生一步水解，所以Na2B溶液中不存在H2B，故A錯誤； HB-在水溶液里只能電離不能水解，導致溶液呈酸性，所以c（OH-）＜c（H+），故B錯誤、C正確；H2B為強酸，HB﹣不與H+反應，故D錯誤。故選C。