Question

10．近期“五水共治”越來(lái)越引起人們的重視．對(duì)工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施．
（1）含乙酸鈉和對(duì)氯酚（）的廢水可以通過(guò)構(gòu)成微生物電池除去，其原理如圖所示．

①B是電池的負(fù)極（填“正”或“負(fù)”）；②A極的電極反應(yīng)式為Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-．
（2）電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液，同時(shí)得到乳酸的原理如下圖所示（圖中“HA”表示乳酸分子，A^-表示乳酸根離子）．
①陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
②簡(jiǎn)述濃縮室中得到濃乳酸的原理陽(yáng)極OH^-放電，c（H⁺）增大，H⁺從陽(yáng)極通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入濃縮室，A^-通過(guò)陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大；
③400mL10g/L 乳酸溶液通電一段時(shí)間后，濃度上升為 145g/L（溶液體積變化忽略不計(jì)），則陰極上產(chǎn)生的H₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為6.72L（乳酸的摩爾質(zhì)量為90g/mol ）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)原電池中陽(yáng)離子的移動(dòng)方向確定正負(fù)極；
②根據(jù)原電池中正極上得電子結(jié)合正極反應(yīng)物來(lái)分析解答；
（2）①電解池中陽(yáng)極上氫氧根離子失電子生成氧氣；
②根據(jù)電解池中離子移動(dòng)方向來(lái)回答判斷；
③根據(jù)電極反應(yīng)式結(jié)合原子守恒來(lái)計(jì)算．

解答 解：（1）①原電池中氫離子的移動(dòng)方向是從負(fù)極流向正極，所以B是電池的負(fù)極，故答案為：負(fù)；
②A是正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-，故答案為：Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-；
（2）①陽(yáng)極上是陰離子氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
②在電解池的陽(yáng)極上是OH^-放電，所以c（H⁺）增大，并且H⁺從陽(yáng)極通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入濃縮室；根據(jù)電解原理，電解池中的陰離子移向陽(yáng)極，即A^-通過(guò)陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，這樣：H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大，
故答案為：陽(yáng)極OH^-放電，c（H⁺）增大，H⁺從陽(yáng)極通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入濃縮室，A^-通過(guò)陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大；
③在陽(yáng)極上發(fā)生電極反應(yīng)：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極上發(fā)生電極反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑，根據(jù)電極反應(yīng)方程式，則有：HA～H⁺～$\frac{1}{2}$H₂，根據(jù)差值法，乳酸的濃度變化量是$\frac{145g•{L}^{-1}-10g•L{\;}^{-1}}{90g/mol}$=1.5mol/L，即生成HA的物質(zhì)的量是1.5mol/L×0.4L=0.6mol，所以產(chǎn)生氫氣是0.3mol即0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案為：6.72；

點(diǎn)評(píng) 本題涉及電解池和原電池的工作原理以及應(yīng)用的考查，注意知識(shí)的遷移和應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度中等，注意把握原電池和電解池中離子的移動(dòng)方向．