Question

认真观察下列装置，回答下列问题：

(1)装置B中PbO₂上发生的电极反应方程式为___，盐桥中K⁺移向___(填“装置B”或“装置C”)。

(2)装置A中总反应的离子方程式为___。

(3)若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则X为___，极板N的材料为___。

(4)装置D中右侧石墨电极反应式为：___；

(5)某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如图所示，当该装置工作时，按要求填空：

①电流由极___(填“X→Y”或“Y→X”)，当电路中流过7.5mol电子时，共产生标准状况下N₂的体积为___；

②Y极发生的反应为：___。

Answer

PbO2+2e-+4H++SO42- =PbSO4+2H2O 装置B Cu+2H+Cu2++H2↑ AgNO3 Ag 2Cl--2e-=Cl2↑ Y→X 44.8L 2NO+10e-+6H2O=N2↑+12OH-

【解析】

由图示可知，B、C用盐桥连接，结合B、C装置中电解质溶液和电极，B和C构成铅蓄电池，属于原电池装置，铅蓄电池正极为PbO2，负极为Pb，则A、D、E为电解池，电解池的阳极与原电池的正极相连，阴极与负极相连，则装置A中，Pt电极为阴极，Cu电极为阳极；装置D中，左端的石墨电极为阴极，右端的石墨电极为阳极；装置E中M电极为阴极，N电极为阳极，据此分析解答(1)~(4)；

(5)根据处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图知道：装置属于原电池装置，X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O，Y是正极，NO3-发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO3-+10e-+6H2O═N2↑+12OH-，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电流从正极流向负极，据此回答。

(1)根据分析，B和C构成铅蓄电池，属于原电池装置，铅蓄电池正极为PbO2，电极反应方程式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，原电池中阳离子向正极移动，则盐桥中K+移向PbO2电极所在的装置移动即向装置B移动；

(2)根据分析，装置A为电解池，装置A中，Cu电极为阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+；Pt电极为阴极，根据放电顺序，氢离子在阴极放电，电极反应为：2H++2e-=H2↑，则装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+Cu2++H2↑；

(3)根据分析，装置E为电解池，其中M电极为阴极，N电极为阳极，若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则银为镀层金属，Cu为镀件，电镀池中镀层金属作阳极，镀件作阴极，电解液要含有镀层金属离子，则X为AgNO3，极板N的材料为Ag；

(4)根据分析，装置D为电解池，其中右端的石墨电极为阳极，电解质溶液为氯化钠溶液，阳极上阴离子放电，根据放电顺序，氯离子在阳极上放电，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；

(5)①根据分析可知，装置属于原电池装置，X是负极，Y是正极，电流从正极流向负极，即电流由Y→X；X是负极，氨气发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2NH3−6e−+6OH−═N2+6H2O，Y是正极，NO3−发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO3−+10e−+6H2O═N2↑+12OH−，则总反应式为：5NH3+3NO3−═4N2+6H2O+3OH−，根据电池总反应可知，生成4mol N2时电路中转移15mol电子，则当电路中流过7.5 mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为×4mol×22.4L/mol=44.8L；

②根据分析，Y是正极，NO3-发生得电子的还原反应，电极反应式为：2NO3-+10e-+6H2O═N2↑+12OH-。