Question

2．（1）由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是bd．
a．Fe₂O₃b．NaCl      c．Cu₂S      d．Al₂O₃
（2）如圖為電解精煉銀的示意圖，a（填a或b）極為含有
雜質的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體生成，則生成該氣體的電極反應式為NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O．
（3）用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，如果向所得的溶液中加入0.1mol Cu₂（OH）₂CO₃后，使溶液恰好恢復到電解前的濃度和pH（不考慮CO₂的溶解），電解過程中轉移的電子為0.6 mol．
（4）電解法處理酸性含鉻廢水（主要含有Cr₂O₇^2-）時，以鐵板作陰、陽極，處理過程中存在反應Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，最后Cr³⁺以Cr（OH）₃形式除去．陰極電極反應式：2H⁺+2e^-=H₂↑，當生成1mol Cr（OH）₃時，電路中轉移電子的物質的量至少為6mol．

Answer 1

分析 （1）電解法：冶煉活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al，一般用電解熔融的氯化物（Al是電解熔融的三氧化二鋁）制得；熱還原法：冶煉較不活潑的金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用還原劑有（C、CO、H₂等）；熱分解法：Hg、Ag用加熱分解氧化物的方法制得，物理分離法：Pt、Au用物理分離的方法制得；
（2）電解精煉銀時，粗銀作陽極，若b極有少量紅棕色氣體生成，則b電極上硝酸根離子得電子生成二氧化氮；
（3）電解硫酸銅溶液后溶液呈酸性，向電解后的溶液中加入堿式碳酸銅能恢復原溶液，堿式碳酸銅和硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳，溶液質量增加的量是銅、氫氧根離子，所以實際上電解硫酸銅溶液分兩個階段：第一階段2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，第二階段：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，
將堿式碳酸銅化學式改變為2CuO•H₂O•CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相當于加入0.2molCuO和0.1mol水，根據氧化銅和水的量計算即可；
（4）電解氫氧化鉀溶液，陰極生成氫氣；電路中每轉移12 mol電子，最多有1 mol Cr₂O₇^2-被還原，生成2mol的Cr（OH）₃．

解答 解：（1）活潑金屬采用電解法冶煉，鈉、鋁都是活潑金屬，采用電解熔融態NaCl、Al₂O₃的方法冶煉，故選bd；
（2）電解精煉時，粗銀做陽極，所以粗銀是a極；
b電極是陰極，發生還原反應，生成了紅棕色氣體是NO₂，電極反應：NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O，
故答案為：a；NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O；
（3）電解硫酸銅溶液后溶液呈酸性，向電解后的溶液中加入堿式碳酸銅能恢復原溶液，堿式碳酸銅和硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳，溶液質量增加的量是銅、氫氧根離子，所以實際上電解硫酸銅溶液分兩個階段：
第一階段2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，
第二階段：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，
將堿式碳酸銅化學式改變為2CuO•H₂O•CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相當于加入0.2molCuO和0.1mol水，
第一階段：根據銅原子守恒知，電解硫酸銅溶液析出n（Cu）=n（CuO）=0.2mol，轉移電子的物質的量=0.2mol×2=0.4mol；
第二階段：電解生成0.1mol水轉移電子的物質的量=0.1mol×2=0.2mol，
所以電解過程中共轉移的電子數為0.4mol+0.2mol=0.6mol，故答案為：0.6；
（4）在陰極，發生還原反應，溶液中的氫離子得到電子減少，所以電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，電路中每轉移12 mol電子，最多有1 mol Cr₂O₇^2-被還原，生成2mol的Cr（OH）₃，則生成1mol Cr（OH）₃時，電路中轉移電子的物質的量至少為$\frac{12}{2}$=6mol，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；6．

點評 本題考查電解原理、氧化還原反應等，清楚發生的電極反應是解題的關鍵，是對學生綜合能力的考查，難度中等．