Question

电化学在我们的工业生产、生活中发挥着越来越大的作用。根据题给信息，回答问题：

（1）电化学降解法治理硝酸盐污染的工作原理如图所示。

①A为直流电源的______极。

②Ag-Pt电极发生的电极反应为______。

③当阳极室溶液质量减少45g，则阴极室溶液质量减少__g。

（2）某工业废水中含有一定浓度的Ni²⁺和Cl^－，现采用双膜三室电沉积法回收Ni²⁺。根据图甲、图乙所给信息回答下列问题：

①交换膜a是____（填“阴离子”“阳离子”）交换膜。

②根据图乙分析，pH过高或过低，镍的回收率都低的原因：_____。

③当浓缩室得到1L0.6mol/L盐酸时，转移电子____mol。

Answer

正 2NO+10e-+12H+＝N2↑+6H2O 9 阳离子 pH过高，Ni2+可能转变为Ni（OH）2沉淀，pH过低，溶液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni2+被还原的量减少，所以镍的回收率都低 0.5

【解析】

（1）由题给示意图可知，硝酸根离子中氮元素化合价降低，说明硝酸根离子得电子发生还原反应生成氮气，则Ag-Pt电极为电解池的阴极，Pt电极为电解池的阳极；

（2）阳极区域是稀硫酸，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，氢离子通过交换膜a进入浓缩室，所以交换膜a为阳离子交换膜，阴极发生还原反应，酸性强时主要氢离子发生还原反应生成氢气，酸性弱时主要Ni2+发生还原反应生成Ni。

（1）①由分析可知，Pt电极为电解池的阳极，则与Pt电极相连的直流电源的A电极为正极，故答案为：正；

②由分析可知，Ag-Pt电极为电解池的阴极，硝酸根离子在阴极得电子发生还原反应生成氮气，电极反应式为2+10e-+12H+＝N2↑+6H2O，故答案为：2+10e-+12H+＝N2↑+6H2O；

③阳极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，若阳极转移2mol电子，阳极消耗1mol水，同时生成2mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区，减少质量为18g，阴极室放出0.2mol氮气，同时有2mol氢离子进入，阴极室质量减少为0.2mol28g/mol-2mol1g/mol=3.6g，则当阳极室溶液质量减少45g，则阴极室溶液质量减少g=9g，故答案为：9；

（2）①由分析可知，交换膜a为阳离子交换膜，故答案为：阳离子；

②根据图乙可知，若溶液pH过高，Ni2+可能转变为Ni（OH）2沉淀，若pH过低，溶液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni2+被还原的量减少，所以镍的回收率都低，故答案为：pH过高，Ni2+可能转变为Ni（OH）2沉淀，pH过低，溶液中H+浓度较大，氢离子在阴极放电，Ni2+被还原的量减少，所以镍的回收率都低；

③当浓缩室得到1L0.6mol/L盐酸时，溶液中氢离子增大的物质的量为0.5mol，则转移电子的物质的量0.5mol，故答案为：0.5。