Question

对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。

（1）含氰废水中的CN^－有剧毒。

①CN^－中C元素显+2价， N元素显-3价，用原子结构解释N元素显负价的原因是       

②在微生物的作用下，CN^－能够被氧气氧化成HCO₃^-，同时生成NH₃，该反应的离子方程式为          。

（2）含乙酸钠和对氯酚(）的废水可以利用微生物电池除去，其原理如下图所示。

①B是电池的       极（填“正”或“负”）；

②A极的电极反应式为                    。

（3）电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示（图中“HA”表示乳酸分子，A^- 表示乳酸根离子）。

①阳极的电极反应式为                       

②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：                       

③电解过程中，采取一定措施可控制阳极室pH约为6-8，此时进入浓缩室的OH^-可忽略不计。

400mL 10 g•L^-1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 g•L^-1（溶液体积变化忽略不计），阴极上产生的H₂在标准状况下的体积约为       L。（乳酸的摩尔质量为90 g• mol^-1）

Answer

（1）①C和N的原子电子层数相同，核电荷数C小于N， 最外层电子数C小于N，原子半径C大于N，得电子能力C弱于N 共用电子对偏向N ，N显负价（2分）

② 2CN－+ 4H2O + O2 2HCO3－ + 2NH3 （2分）

（2）①负（1分）

② Cl－－OH + 2e－ + H+ === －OH + Cl－ （2分）

（3）①4OH－－4e－=== 2H2O+O2↑ (2分)

② 阳极OH-放电，c(H+)增大，H+从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；

A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，H+ +A－ === HA，乳酸浓度增大。（2分）

③ 6.72 （3分）

【解析】

试题分析：（1）①CN－中C元素显+2价， N元素显-3价，是因为C和N的原子电子层数相同，而核电荷数C小于N， 最外层电子数C小于N，故原子半径C大于N，得电子能力C弱于N ，共用电子对偏向N ，N显负价；②在微生物的作用下，CN－能够被氧气氧化成HCO3-，同时生成NH3，该反应的离子方程式为2CN－+ 4H2O + O2 2HCO3－ + 2NH3；

（2）①由图可知，氢离子从B到A，原电池中氢离子的移动方向是从负极流向正极，所以B是电池的负极；②A是正极，正极上发生还原反应，电极反应式为Cl－－OH + 2e－ + H+ === －OH + Cl－；

（3）①阳极发生氧化反应，氢氧根离子失电子，电极反应式为：4OH－－4e－=== 2H2O+O2↑；② 阳极OH-放电，c(H+)增大，H+从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；A－通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，H+ +A－ === HA，乳酸浓度增大；③乳酸的浓度变化量是145-10=135 g•L-1，则物质的量浓度变化量是135/90=1.5mol/L，则生成HA的物质的量是1.5mol/L×0.4L=0.6mol，根据HA～H+～1/2H2，产生氢气0.3mol，标况下的体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L

考点：电解池原理