Question

（1）某種蓄電池的充放電過程可表示為：Fe（OH）₂+Ni（OH）₂

充電

放電

Fe+NiO₂+2H₂O，該電池充電時(shí)，陽極是

 

，電極反應(yīng)式為

 

．
（2）電鍍和電解精煉的原理來源于電解，但與通常意義上的電解又有所不同．電鍍時(shí)，須用鍍層金屬作

 

極，鍍件作

 

極，電鍍液中含有

 

．
（3）工業(yè)上為了處理含有Cr₂O₇^2-酸性工業(yè)廢水，采用下面的處理方法：往工業(yè)廢水中加入適量的NaCl，以Fe為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過一段時(shí)間，有Cr（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻（Cr）的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)．請(qǐng)回答下列問題：
①電極反應(yīng)式：陽極

 

，陰極

 

②寫出Cr₂O₇^2-變?yōu)镃r³⁺的離子方程式

 

③工業(yè)廢水pH升高的原因

 

④

 

（填“能”或“不能”）改用石墨電極，原因

 

．

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）充電時(shí)，陽極上失電子元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上得電子元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）電鍍時(shí)，鍍層作陽極、鍍件作陰極，含有鍍層金屬的鹽溶液為電解質(zhì)溶液；
（3）①Fe為電極進(jìn)行電解時(shí)，陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)陰極附近有氫氧根離子生成；
②酸性條件下，Cr₂O₇^2-和亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成鐵離子和鉻離子；
③陰極上及發(fā)生氧化還原都消耗氫離子；
④如果改用石墨作電極，則陽極不能生成亞鐵離子，導(dǎo)致無法生成鉻離子．

解答： 解：（1）充電時(shí)，陽極上Ni（OH）₂失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2OH^-+Ni（OH）₂-2e^-=NiO₂+2H₂O，陰極上Fe（OH）₂得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe（OH）₂+2e^-=Fe+2OH^-，故答案為：Ni（OH）₂；2OH^-+Ni（OH）₂-2e^-=NiO₂+2H₂O；
（2）電鍍時(shí)，鍍層作陽極、鍍件作陰極，含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液為電解質(zhì)溶液，故答案為：陽；陰；鍍層金屬陽離子；
（3）①Fe為電極進(jìn)行電解時(shí)，陽極是活潑電極，則電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe-2e^-═Fe²⁺，陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-═H₂↑，故答案為：Fe-2e^-═Fe²⁺；2H⁺+2e^-═H₂↑；
②Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為2Cr³⁺，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
③陰極反應(yīng)消耗H⁺，溶液中的氧化還原反應(yīng)也消耗H⁺，導(dǎo)致溶液中氫離子濃度降低，從而使溶液pH升高，
故答案為：陰極反應(yīng)消耗H⁺，溶液中的氧化還原反應(yīng)也消耗H⁺，使溶液pH升高；
④若用石墨做電極，則無法產(chǎn)生還原劑Fe²⁺，從而使Cr₂O₇^2-無法還原為Cr³⁺變成沉淀除去，所以不能用石墨作電極，故答案為：不能；若用石墨做電極，則無法產(chǎn)生還原劑Fe²⁺，使Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺，變成沉淀除去．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池和電解池原理，涉及電鍍、物質(zhì)的分離和提純、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，明確各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，注意：活潑金屬作陽極時(shí)，陽極上金屬失電子而不是溶液中陰離子失電子，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．