電化學理論在鋼鐵防腐、廢水處理中有著重要應用價值。請按要求回答下列問題。
(1)在潮濕的空氣里,鋼鐵易發(fā)生電化學腐蝕,其中正極的電極反應式為2H2O+O2+4e-═4OH-2H2O+O2+4e-═4OH-。
(2)在海洋工程上,通常用鋁鋅鎘合金金屬性:Al>Zn>Cd保護海底鋼鐵設施,其原理如圖所示:
其負極電極反應式為Al-3e-=Al3+Al-3e-=Al3+;
在實際應用中,用鋁合金而不選用純鋁,純鋁不能很好地起到保護作用,其原因是鋁表面易被氧化,生成一層致密而堅固的氧化物薄膜,阻止金屬繼續(xù)氧化,使金屬具有抗腐蝕性能鋁表面易被氧化,生成一層致密而堅固的氧化物薄膜,阻止金屬繼續(xù)氧化,使金屬具有抗腐蝕性能。
(3)工業(yè)上處理含Cr2O72-的酸性工業(yè)廢水常用以下方法:
ⅰ往工業(yè)廢水里加入適量的NaCl,攪拌均勻
ⅱ用Fe作電極進行電解,一段時間后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀產生
ⅲ過濾回收沉淀,廢水達到排放標準
①電解時陽極反應式:Fe-2e-═Fe2+Fe-2e-═Fe2+。
②Cr2O72-轉變成Cr 3+的離子方程式:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O。
③解釋Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀的產生原因:在陰極反應及Cr2O72-與Fe2+反應的過程中,將消耗大量的H+,使溶液pH上升,促使Fe3+、Cr3+水解并最終轉化為Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀在陰極反應及Cr2O72-與Fe2+反應的過程中,將消耗大量的H+,使溶液pH上升,促使Fe3+、Cr3+水解并最終轉化為Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀。
④能否用Cu電極來代替Fe電極?不能不能(填“能”或“不能”),簡述理由:因為陽極產生的Cu2+不能使Cr2O72-還原為Cr3+因為陽極產生的Cu2+不能使Cr2O72-還原為Cr3+。
【考點】電解原理.
【答案】2H2O+O2+4e-═4OH-;Al-3e-=Al3+;鋁表面易被氧化,生成一層致密而堅固的氧化物薄膜,阻止金屬繼續(xù)氧化,使金屬具有抗腐蝕性能;Fe-2e-═Fe2+;6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O;在陰極反應及Cr2O72-與Fe2+反應的過程中,將消耗大量的H+,使溶液pH上升,促使Fe3+、Cr3+水解并最終轉化為Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀;不能;因為陽極產生的Cu2+不能使Cr2O72-還原為Cr3+
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:96引用:3難度:0.7
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2.(NH4)2S2O8電化學循環(huán)氧化法可用于廢水中苯酚的降解,示意圖如圖。
(1)(NH4)2S2O8的電解法制備。
已知:電解效率η的定義為η(B)=×100%。n(生成B所用的電子)n(通過電極的電子)
①電極b是
②生成S2的電極反應式是O2-8
③向陽極室和陰極室各加入100mL溶液。制備S2的同時,還在電極b表面收集到2.5×10-4mol氣體,氣體是O2-8)為80%,不考慮其他副反應,則制備的(NH4)2S2O8的物質的量濃度為O2-8
(2)苯酚的降解
已知:?具有強氧化性,F(xiàn)e2+性度較高時會導致SO-4?猝滅。S2SO-4可將苯酚氧化為CO2,但反應速率較慢。加入Fe2+可加快反應,過程為:O2-8
i.S2+Fe2+═O2-8+SO2-4?+Fe3+SO-4
ii.?將苯酚氧化SO-4
①?氧化苯酚的離子方程式是SO-4
②將電解得到的含S2溶液稀釋后加入苯酚處理器,調節(jié)溶液總體積為1L,pH=1,測得在相同時間內,不同條件下苯酚的降解率如圖。O2-8
用等物質的量的鐵粉代替FeSO4,可明顯提高苯酚的降解率,主要原因是
(3)苯酚殘留量的測定
已知:電解中轉移1mol電子所消耗的電量為F庫侖。
取處理后的水樣100mL,酸化后加入KBr溶液,通電。電解產生的Br2全部與苯酚反應,當苯酚完全反應時,消耗的電量為a庫侖,則樣品中苯酚的含量為發(fā)布:2024/12/30 11:30:1組卷:135引用:2難度:0.4 -
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發(fā)布:2024/12/20 16:0:2組卷:169引用:3難度:0.5
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