回答下列有关问题。(1)某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解),且各种离子的物质的量浓...
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回答下列有关问题。
(1)某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解),且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1mol/L。
阳离子 | K+ | Cu2+ | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ |
*离子 | Cl- | CO32— | NO3— | SO42— | SiO32— |
某同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫*火焰(透过蓝*钴玻璃观察)。
Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化。
Ⅲ.另取溶液加入少量盐*,有无*气体生成,该无*气体遇空气变成红棕*,此时溶液依然澄清,且溶液中*离子种类不变。
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白*沉淀生成。
请推断:原溶液中所含阳离子是___________________,*离子是_____________________。
(2)光伏发电是当今世界利用太阳能最主要方式之一。图1为光伏并网发电装置,图2为电解尿素[CO(NH2)2]的碱*溶液制*的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,*、阳极均为惰*电极)。
图1 图2
①图1中N型半导体为____________(填“正极”或“负极”)
②该系统工作时,A极的电极反应式为___________________________________________。
③若A极产生7.00gN2,则此时B极产生_____________LH2(标准状况下)。
【回答】
【*】Fe2+、Cu2+Cl-、NO3—、SO42—负极CO(NH2)2+8OH--6e-═CO32—+N2↑+6H2O16.8
【解析】 (1)Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫*火焰(透过蓝*钴玻璃观察),说明没有K+;Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化,说明没有Fe3+;Ⅲ.另取溶液加入少量盐*,有无*气体生成,该无*气体遇空气变成红棕*,此时溶液依然澄清,且溶液中*离子种类不变,说明 Fe2+与NO3-和H+反应生成NO,即溶液中有Fe2+、NO3-,加盐*溶液中*离子种类不变,说明原溶液中有Cl-,加盐*溶液依然澄清,说明没有SiO32-;Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白*沉淀生成,说明有SO42-;由以上推断可知溶液中*离子为 Cl-、NO3-、SO42-,且各为0.1mol/L;已经推断出的阳离子是Fe2+,其浓度为0.1mol/L,由电荷守恒可知溶液中还有一种+2价阳离子,所以还有Cu2+,所以*同学最终确定原溶液中所含阳离子是:Fe2+、Cu2+;*离子是:Cl-、NO3-、SO42-,故*为:Fe2+、Cu2+;Cl-、NO3-、SO42-;
(2)①该电池反应时中,氮元素化合价由-3价变为0价,H元素化合价由+1价变为0价,则氮元素被氧化,*元素被还原,所以生成氮气的电极A是阳极,生成*气的电极B是*极,则图1中N型半导体为负极,P型半导体为正极,故*为:负极;
②A极为阳极,电极反应式为:CO(NH2)2+80H--6e-═CO32-+N2↑+6H2O,故*为:CO(NH2)2+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O;
③A极为阳极,电极反应式为:CO(NH2)2+80H--6e-═CO32-+N2↑+6H2O,若A极产生7.00g N2,即0.25molN2,则转移电子是1.5mol,此时B极产生*气,B电极反应为:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,转移1.5mol电子,产生*气的体积是×22.4L/mol=16.8L,故*为:16.8。
知识点:电化学 胶体
题型:填空题