Question

电解法在污染处理上有广泛应用，下面是两例具体应用．
（1）工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理．其中一种处理方法为电解法：该法用Fe做电极，电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）₃沉淀．阳极的电极反应式为

 

．在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应方程式解释）

 

．产生的阳极产物在处理废水中的铬元素中所起的作用是

 

．
（2）用Na₂SO₃溶液吸收SO₂，再经惰性电极电解NaHSO₃转化为H₂SO₄是处理SO₂尾气的方法之-，装置如图；
a为

 

极，阴极的电极反应式为

 

，阳极的主要电极反应式为

 

，作为副产物阳极区放出气体的成分为

 

（填化学式），从a向b迁移的阴离子除OH^-外还有

 

（填离子符号）．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）用Fe做电极进行电解，阳极发生Fe-2e^-=Fe²⁺，生成的亚铁离子与Cr₂O₇^2-发生氧化还原反应被还原为Cr³⁺然后生成Cr（OH）₃沉淀除去，以此来解答；
（2）a为区产生氢气，正一价的氢发还原反应生成氢气，而阴极发生还原反应，装置的目的是用Na₂SO₃溶液吸收SO₂，再用惰性电极电解吸收液将其转化为H₂SO₄，可以知道化合价升高的是硫元素，在阳极上会发生失电子化合价升高的反应，阳极周围是水电离出的氧根离子放电，生成氧气，产生的氢离子与移过来和亚硫酸根离子反应产生二氧化硫气体，阴离子交换膜 具有选择性，只允许阴离子通过，所以从a为阴向b阳极迁移的阴离子有SO₃^2-和HSO₃^-．

解答： 解：（1）Fe为阳极，则阳极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺，溶液中氢离子在阴极放电生成氢气，则阴极反应为2H⁺+2e^-=H₂ ↑，产生的阳极产物在处理废水中的铬元素中所起的作用，生成的亚铁离子与Cr₂O₇^2-发生氧化还原反应被还原为Cr³⁺，是作还原剂将+6价的Cr还原为+3价的Cr，故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H⁺+2e^-=H₂ ↑；还原剂将+6价的Cr还原为+3价的Cr；
（2）a为区产生氢气，正一价的氢发还原反应生成氢气，而阴极发生还原反应，电极反应为2HSO₃^-+2e^-=H₂↑+2SO₃^2-，装置的目的是用Na₂SO₃溶液吸收SO₂，再用惰性电极电解吸收液将其转化为H₂SO₄，可以知道化合价升高的是硫元素，在阳极上会发生失电子化合价升高的反应，故阳极反应式为：HSO₃^--2e^-+H₂O=3H⁺+SO₄^2-，
阳极周围是水电离出的氢氧根离子放电，生成氧气，产生的氢离子与移过来和亚硫酸根离子反应产生二氧化硫气体，阴离子交换膜 具有选择性，只允许阴离子通过，所以从a向b迁移的阴离子有SO₃^2-和HSO₃^-，
故答案为：阴；2HSO₃^-+2e^-=H₂↑+2SO₃^2-；HSO₃^--2e^-+H₂O=3H⁺+SO₄^2-；O₂和SO₂；SO₃^2-和HSO₃^-，．

点评：本题考查电解原理及氧化还原反应，明确电极时解答本题的关键，熟悉发生的电极反应及氧化还原反应即可解答，题目难度中等．