Question

16．電化學(xué)在日常生活中用途廣泛，圖①是鎂-次氯酸鈉燃料電池，電池總反應(yīng)為：Mg+ClO^-+H₂O═Cl^-+Mg（OH）₂↓，圖②是Cr₂O₇^2-的工業(yè)廢水的處理，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 圖②中Cr₂O₇^2-離子向惰性電極移動(dòng)，與該極附近的OH^-結(jié)合轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃除去
• B． 圖②的電解池中，有0.084 g陽(yáng)極材料參與反應(yīng)，陰極會(huì)有33.6 mL的氣體產(chǎn)生
• C． 圖①中發(fā)生的還原反應(yīng)是：Mg²⁺+ClO^-+H₂O+2e^-═Cl^-+Mg（OH）₂↓
• D． 若圖①中3.6 g鎂溶解產(chǎn)生的電量用以圖②廢水處理，理論可產(chǎn)生10.7 g氫氧化鐵沉淀

Answer 1

分析 A．圖②中惰性電極為陰極；
B．圖②陽(yáng)極反應(yīng)式是Fe-2e^-═Fe²⁺，陰極反應(yīng)式是2H⁺+2e^-=H₂↑；
C．該原電池中，鎂作負(fù)極，負(fù)極上鎂失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為Mg-2e^-=Mg²⁺，電池反應(yīng)式為Mg+ClO^-+H₂O=Mg（OH）₂↓+Cl^-，正極上次氯酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
D．由電子守恒可知，Mg～2e^-～Fe²⁺，由原子守恒可知Fe²⁺～Fe（OH）₃↓，以此計(jì)算．

解答 解：A．圖②中惰性電極為陰極，F(xiàn)e電極為陽(yáng)極，則Cr₂O^2-₇離子向金屬鐵電極移動(dòng)，與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成的金屬陽(yáng)離子與惰性電極附近的OH^-結(jié)合轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃除去，故A錯(cuò)誤；
B．圖②圖乙的電解池中，陽(yáng)極反應(yīng)式是Fe-2e^-═Fe²⁺，陰極反應(yīng)式是2H⁺+2e^-=H₂↑，則n（Fe）=$\frac{0.084g}{56g/mol}$=0.0015mol，陰極氣體在標(biāo)況下的體積為0.0015mol×22.4L/mol=0.0336L=33.6mL，未指明標(biāo)況，故B錯(cuò)誤；
C．該原電池中，鎂作負(fù)極，負(fù)極上鎂失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為Mg-2e^-=Mg²⁺，電池反應(yīng)式為Mg+ClO^-+H₂O=Mg（OH）₂↓+Cl^-，正極上次氯酸根離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng)可得正極還原反應(yīng)為Mg²⁺+ClO^-+H₂O+2e^-=Cl^-+Mg（OH）₂↓，故C正確；
D．由電子守恒可知，Mg～2e^-～Fe²⁺，由原子守恒可知Fe²⁺～Fe（OH）₃↓，則n（Mg）=$\frac{3.6g}{24g/mol}$=0.15mol，理論可產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀的質(zhì)量為0.15mol×107g/mol=16.05g，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查電解原理，涉及電解、氧化還原反應(yīng)、電子守恒的計(jì)算等問(wèn)題，為高頻考點(diǎn)，要求具有較好的分析和解決問(wèn)題的能力，題目難度中等．