Question

（1）利用电化学原理，将 NO₂、O₂ 和熔融 KNO₃ 制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含 Cr₂O₇^2-废水，如下图所示；电解过程中溶液发生反应： Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂ O。

①甲池工作时，NO₂ 转变成绿色硝化剂 Y，Y 是 N₂O₅，可循环使用，则石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为______。

②向完全还原为 Cr³⁺的乙池工业废水中滴加 NaOH 溶液，可将铬以 Cr（OH）₃ 沉淀的形式除去，已知 Cr（OH）₃ 存在以下溶解平衡：Cr（OH）（s）Cr³⁺（aq）+3OH^-（aq），常温下 Cr（OH）₃ 的溶度积 K=c（Cr³⁺）•c（³OH^-）=1.0×10^-32，要使 c（Cr³⁺）降至 10^-5mol•L^-1，溶液的 pH 应调至___________。

（2）镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充、放电反应按下式进行： Cd+2NiO（OH）+H₂O  Cd（OH）₂+2Ni（OH）₂

回答下列问题：

①放电时，金属 Cd 作______极；

②充电时的阳极电极反应式为。_____

③充电时，当电路中通过 0.2moleˉ，阴极质量将___________（填“增加”、“减少”）___________。

Answer

O2+4e-+2N2O5=4NO3- 5 负 Ni（OH）2-e-+ OH-= NiO（OH）+ H2O 减少 3.4g

【解析】

（1） ①甲池为NO2、O2和熔融KNO3组成的燃料电池，由图示知电池工作时通入NO2的一极产生N2O5，氮元素的化合价由+4价升高到+5价，失去电子，故石墨I作负极，所以石墨II作正极；且电解质是熔融KNO3，所以通入O2和N2O5转化为NO3-，则石墨Ⅱ附近发生的电极反应为O2+4e-+2N2O5=4NO3-。

故答案为： O2+4e-+2N2O5=4NO3-；

②要使c（Cr3+）降至10-5mol•L-1，则此时溶液中c（OH-）===10-9mol/L，c（H+）===10-5mol/L，pH=-lg10-5=5，即溶液的pH应调至5。

故答案为：5；

（2）①放电时，所给式子从左往右看，此时Cd的化合价升高，所以Cd作负极；

故答案为：负；

②充电时，所给式子从右往左看，阳极发生的氧化反应，其对应的电极反应式为：Ni（OH）2-e-+OH-= NiO（OH）+ H2O；

故答案为：Ni（OH）2-e-+OH-= NiO（OH）+ H2O；

③充电时阴极发生反应：Cd（OH）2+2e-=Cd+2OH-，阴极质量要减小，减少的质量即是生成的OH-的质量。此时得电子的物质的量与OH-的物质的量相等，所以生成的OH-的物质的量也是0.2mol，其质量为3.4g。

故答案为：减少；3.4g。