内容正文:
——电解原理的应用
【专题训练】
1.(新题预测)工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法正确的是( B )
已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解
②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)
A.碳棒上发生的电极反应:2H++2e-===H2↑
B.电解过程中,B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断增大
C.电解结束时含镍酸性废水几乎不含Ni
D.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式不会发生改变
[解析] 电极反应式为
阳极:4OH--4e-===2H2O+O2↑
阴极:Ni2++2e-===Ni
2H++2e-===H2↑
A错误;由于C室中Ni2+、H+不断减少,Cl-通过阴离子膜从C室移向B室,A室中OH-不断减少,Na+通过阳离子膜从A室移向B室,所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大,B正确;由于H+的氧化性大于Ni2+(低浓度)的氧化性,且Ni2+在弱酸性溶液中发生水解,所以电解过程中,Ni2+无法完全放电,C错误;若去掉A、B室间阳离子膜,在阳极Cl-首先放电生成Cl2,反应总方程式发生改变,D错误。
2.磷酸铁锂电池具有高效率输出、可快速充电、对环境无污染等优点,其工作原理如图。M电极是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电解反应式为LixC6+Li1-xFePO4LiFePO4+6C。下列说法正确的是( D )
A.放电时Li+从右边移向左边
B.放电时M是负极,电极反应式为C-xe-===6C
C.充电时电路中通过0.5 mol电子,消耗36 g C
D.充电时N极连接电源的正极,电极反应式为LiFePO4-xe-===Li1-xFePO4+xLi+
[解析] 根据电池反应式,得出LixC6作负极,Li1-xFePO4作正极,依据原电池的工作原理,阳离子向正极移动,即从左向右移动,A错误;根据A选项分析,M为负极,其电极反应式为LixC6-xe-===xLi++6C,B错误;充电时,阴极反应式xLi++6C+xe-===LixC6,通过0.5 mol电子,消耗 g的C,C错误;充电时,N极连接电源的正极,作阳极,电极反应式是电池正极反应式的逆过程,即LiFePO4-xe-===Li1-xFePO4+xLi+,