Question

化學(xué)市場應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)．硝酸鹽在消化道中可被還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽可將低鐵紅蛋白氧化成高鐵紅蛋白，使之失去輸氧能力，亞硝酸鹽還可與仲胺類化合物反應(yīng)生成亞硝胺類的致癌物質(zhì)．長期飲用含高濃度硝酸鹽的水，會使人畜中毒．目前關(guān)于硝酸鹽危害的報(bào)道主要是“藍(lán)嬰兒綜合征”．催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染．電化學(xué)降解NO₃^-的原理如圖所示：
（1）電源正極為

 

（填A(yù)或B）．
（2）陰極反應(yīng)式為：

 

．
（3）若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差：（△m_左-△m_右）=

 

　g．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）由圖示知在Ag-Pt電極上NO₃^-發(fā)生還原反應(yīng)，因此Ag-Pt電極為陰極，則B為負(fù)極，A為電源正極；
（2）陰極反應(yīng)是NO₃^-得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成N₂，利用電荷守恒與原子守恒知有氫離子參與反應(yīng)且有水生成；
（3）轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽極（陽極反應(yīng)為H₂O失電子氧化為O₂和H⁺）消耗1mol水，產(chǎn)生2molH⁺進(jìn)入陰極室，陽極室質(zhì)量減少18g；陰極室中放出0.2molN₂（5.6g），同時(shí)有2molH⁺（2g）進(jìn)入陰極室．

解答： 解：（1）由圖示知在Ag-Pt電極上NO₃^-發(fā)生還原反應(yīng)，因此Ag-Pt電極為陰極，則B為負(fù)極，A為電源正極，故答案為：A；
（2）在陰極反應(yīng)是NO₃^-得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成N₂，利用電荷守恒與原子守恒知有H₂O參與反應(yīng)且有水生成，所以陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O，故答案為：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O；
（3）轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽極（陽極反應(yīng)為H₂O失電子氧化為O₂和H⁺）消耗1mol水，產(chǎn)生2molH⁺進(jìn)入陰極室，陽極室質(zhì)量減少18g；陰極室中放出0.2molN₂（5.6g），同時(shí)有2molH⁺（2g）進(jìn)入陰極室，因此陰極室質(zhì)量減少3.6g，故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（△m左-△m右）=18g-3.6g=14.4g，
故答案為：14.4．

點(diǎn)評：本題考查電解原理、電極反應(yīng)式書寫、電解計(jì)算等知識點(diǎn)，（3）要注意該題中陰極室有氫離子進(jìn)入，易漏掉，為易錯(cuò)點(diǎn)．