【正文】 燃料電池相組合的新 工藝可以節(jié)（電）能 30％以上。在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳 輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只 允許陽離子通過。①圖中 X、 Y分別是 _____、 _______（填化學(xué)式）， 分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù) a％與 b％的大小 _________。 ② 分別寫出燃料電池 B中正極、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)正極： 。 負(fù)極： 。③ 這樣設(shè)計(jì)的 主要節(jié)（電）能之處在于（寫出 2處） ___________、 ____________。 Cl2 H2 a％小于 b％ O2+4e+2H2O＝ 4OH H2－ 2e+2OH＝ 2H2O 燃料電池可以補(bǔ)充電解池消耗的電能； 提高產(chǎn)出堿液的濃度；降低能耗 (09重慶卷 26) 工業(yè)上電解飽和食鹽水能制取多種化工原料，其中部 分原料可用于制備多晶硅。 （ 1）題 26圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖，電解槽陽極 產(chǎn)生的氣體是 ； NaOH溶液的出口為 （填字母）；精制 飽和食鹽水的進(jìn)口為 （填字母）；干燥塔中應(yīng)使用的液體是 。 氯氣 a d 濃硫酸 （ 11四川卷） 甲、乙、丙、丁、戊為原子序數(shù)依次增大的 短周期元素。甲、丙處于同一主族，丙、丁、戊處于同一 周期，戊原子的最外層電子數(shù)是甲、乙、丙原子最外層電 子數(shù)之和。甲、乙組成的常見氣體 X能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊 試紙變藍(lán)；戊的單質(zhì)與 X反應(yīng)能生成乙的單質(zhì)，同時(shí)生成 兩種溶于水均呈酸性的化合物 Y和 Z， mol/L的 Y溶液 pH ＞ 1；丁的單質(zhì)既能與丙元素最高價(jià)氧化物的水化物的溶液 反應(yīng)生成鹽 L，也能與 Z的水溶液反應(yīng)生成鹽；丙、戊可組 成化合物 M。請(qǐng)回答下列問題： (1) 戊離子的結(jié)構(gòu)示意圖為 _________________。 (2) 寫出乙的單質(zhì)的電子式： _________________。 +17 2 8 8 (3)戊的單質(zhì)與 X反應(yīng)生成的 Y和 Z的物質(zhì)的量之比為 2∶ 4， 反應(yīng)中被氧化的物質(zhì)與被還原的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為 __________。 (4)寫出少量 Z的稀溶液滴入過量 L的稀溶液中發(fā)生反應(yīng)的 離子方程式： ___________________________________。 (5)按右圖電解 M的飽和溶液， 寫出該電解池中發(fā)生反應(yīng)的 總反應(yīng)方程式： _____________________________________。 將充分電解后所得溶液逐滴加入到酚酞試液中，觀察到的 現(xiàn)象是 __________________________。 2∶ 3 H+＋ AlO 2 － ＋ H2O＝ Al(OH)3↓ NaCl＋ H2O== NaClO＋ H2↑ 通電 先變紅后褪色 ★ （高考動(dòng)向） 、構(gòu)成及兩極判斷 ，探索新的化學(xué)電源 （命題規(guī)律與趨勢(shì)） 綜合性強(qiáng) ， 如聯(lián)系到“ 化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷和分析、定量實(shí)驗(yàn) 的操作要求、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)問題分析、元素化 合物、化學(xué)計(jì)算 ”等。 應(yīng)用性強(qiáng) ，如與生產(chǎn)生活（ 如金屬的腐蝕和防護(hù)、電鍍廢液的 危害與環(huán)保 等）、新科學(xué)及新技術(shù)（ 新型電池 ）、利用電解原理實(shí) 現(xiàn)用通常方法 難以制備的物質(zhì)的制備 等問題相聯(lián)系等。 （拓展與延伸） 電解法制備 Fe(OH)2 由于 Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿溶液反應(yīng)制得 Fe(OH)2白色沉淀。若用右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，則可制得純凈的 Fe(OH)2，并可較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀 。 已知兩極材料分別為石墨和鐵： （ 1） a極材料為 ，電極反應(yīng)式為 _____________ a b （ 2）如果實(shí)驗(yàn)后看到有白色沉淀生成，則電解液 c可以是 ______ A．純水 B． NaCl溶液 C． NaOH溶液 D． CuCl2溶液 Fe－ 2e=Fe2+ Fe √ √ （ 3）液體 d可為 ，其作用是 ，在加 d之前對(duì) c溶液進(jìn)行加熱煮沸處理，目的是 。 苯或汽油 隔絕空氣，防止生成的 Fe(OH)2 被空氣中的氧氣氧化 排凈溶液中溶解的氧氣，防止生成的 Fe(OH)2在溶液中被氧化 （拓展與延伸） 增加廢水的導(dǎo)電性 電化學(xué)方法處理污水 鉻是一種用途廣泛的化工原料，但六價(jià)鉻具有強(qiáng)烈的致癌作用，且又是一種嚴(yán)重的污染物。工業(yè)上為了處理含 Cr2O72—酸性工業(yè)廢 水，按下面的方法處理：①往工業(yè)廢水中加入適量 NaCl ② 以鐵為 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)廢水中鉻的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。試回答： （ 1）加入適量 NaCl是為了 ； （ 2）電極反應(yīng)式：陽極 ，陰極 ； Fe2e－ = Fe2+ 2H++2e－ = H2↑ （ 3）由 Cr2O72— 轉(zhuǎn)化為 Cr3+ 的離子方程式為 _______________ 6Fe2++Cr2O72— + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ +7H2O （ 4）電解過程 Cr(OH)3和 Fe(OH)3沉淀是怎樣產(chǎn)生的 ? 在陰極反應(yīng)及 Cr2O72—與 Fe2+反應(yīng)過程中， H+被大量消耗，促使水的電離平衡向電離方向移動(dòng)， OH大量增加，促使 Fe3+、 Cr3+最終轉(zhuǎn)化為 Cr(OH)3和 Fe(OH)3沉淀 （拓展與延伸） 電化學(xué)方法處理污水 鉻是一種用途廣泛的化工原料，但六價(jià)鉻具有強(qiáng)烈的致癌作用，且又是一種嚴(yán)重的污染物。工業(yè)上為了處理含 Cr2O72—酸性工業(yè)廢 水，按下面的方法處理：①往工業(yè)廢水中加入適量 NaCl ② 以鐵為 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)廢水中鉻的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。試回答： （ 4）電解過程 Cr(OH)3和 Fe(OH)3沉淀是怎樣產(chǎn)生的 ? 在陰極反應(yīng)及 Cr2O72—與 Fe2+反應(yīng)過程中， H+被大量消耗，促使水的電離平衡向電離方向移動(dòng)， OH大量增加，促使 Fe3+、 Cr3+最終轉(zhuǎn)化為 Cr(OH)3和 Fe(OH)3沉淀 （ 5）能否改用石墨作電極？原因是什么？ 不能改用石墨電極，因用石墨作電極， 陽極產(chǎn)生 Cl2，得不到 Fe2+ ，結(jié)果因缺少還原劑， 不能使 Cr2O72 轉(zhuǎn)化成 Cr3+ ，最終 生成 Cr(OH)3 而除去 （拓展與延伸） 電化學(xué)方法處理污水 （ 11天津卷） 工業(yè)廢水中常含有一定量的 Cr2O72－ 和 CrO42－ ， 它們會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進(jìn)行處理。 常用的處理方法有兩種。 方法 1：還原沉淀法 該法的工藝流程為： CrO42－ Cr2O72－ Cr3+ Cr(OH)3↓ 其中第①步存在平衡： 2CrO42－ (黃色 ) + 2H＋ Cr2O72－ (橙色 ) + H2O ⑴ 若平衡體系的 pH=2，該溶液顯 色。 ⑵能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是 。 a. Cr2O72－ 和 CrO42－ 的濃度相同 b. 2v(Cr2O72－ ) = v(CrO42－ ) H????? ① 轉(zhuǎn) 化 2Fe ?????② 還 原OH ????? ③ 沉 淀橙 c （拓展與延伸） 電化學(xué)方法處理污水 方法 1：還原沉淀法 該法的工藝流程為： CrO42－ Cr2O72－ Cr3+ Cr(OH)3↓ 其中第①步存在平衡： 2CrO42－ (黃色 ) + 2H＋ Cr2O72－ (橙色 ) + H2O H????? ① 轉(zhuǎn) 化 2Fe ?????② 還 原 OH?????③ 沉 淀⑶ 第②步中，還原 1molCr2O72－ 離子，需要 mol的 。 ⑷第③步生成的 Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡： Cr(OH)3(s) Cr3+(aq) + 3OH― (aq) 常溫下， Cr(OH)3的溶度積 Ksp=c(Cr3+)c 3(OH― )=1032， 要使 c(Cr3+)降至 105mol/L，溶液的 pH應(yīng)調(diào)至 。 6 5 方法 2：電解法 該法用 Fe做電極電解含 Cr2O72－ 的酸性廢水，隨著電解 進(jìn)行，在陰極附近溶液 pH升高，產(chǎn)生 Cr(OH)3沉淀。 ⑸用 Fe做電極的原因?yàn)? 。 ⑹在陰極附近溶液 pH升高的原因是（用電極反應(yīng)解釋） ，溶液中同時(shí)生成的沉淀還有 。 陽極反應(yīng)為 Fe2e=Fe2＋ ,提供還原劑 Fe2＋ 2H＋ +2e =H2↑ Fe(OH)3