利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr2O72-废水，如图所示；电解过程中溶液发生反应：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O（1）甲池工作时，NO2转变成绿色

Question

利用电化学原理，将NO₂、O₂和熔融KNO₃制成燃料电池，模拟工业电解法来处理含Cr₂O₇^2-废水，如图所示；电解过程中溶液发生反应：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

（1）甲池工作时，NO₂转变成绿色硝化剂Y，Y是N₂O₅，可循环使用．则石墨Ⅱ是电池的___极；石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为___．
（2）工作时，甲池内的NO₃^-离子向___极移动（填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”）；在相同条件下，消耗的O₂和NO₂的体积比为___．
（3）乙池中Fe（Ⅰ）棒上发生的电极反应为___．
（4）若溶液中减少了0.01mol Cr₂O₇^2-，则电路中至少转移了___mol电子．
（5）向完全还原为Cr³⁺的乙池工业废水中滴加NaOH溶液，可将铬以Cr（OH）₃沉淀的形式除去，已知Cr（OH）₃存在以下溶解平衡：Cr（OH）₃（s）═Cr³⁺（aq）+3OH^-（aq），常温下Cr（OH）₃的溶度积K_sp=c（Cr³⁺）•c³（OH^-）=1.0×10^-32，要使c（Cr³⁺）降至10^-5mol•L^-1，溶液的pH应调至___．

Answer 1

（1）甲池工作时，NO₂转变成N₂O₅，说明氮元素的化合价升高，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅，石墨Ⅱ为正极，
故答案为：正；NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；
（2）由于石墨Ⅰ为负极，原电池中阴离子向负极移动，根据得失电子守恒计算1molO₂反应中转移4mol电子，4molNO₂转变成N₂O₅，转移4mol电子，相同状况下气体的体积比等于物质的量之比，故O₂和NO₂的体积比为1：4，
故答案为：石墨Ⅰ；1：4；
（3）由于石墨Ⅰ为负极，故Fe（Ⅰ）为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，电极反应为Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（4）Fe（Ⅱ）为阴极，根据0.01mol Cr₂O₇^2-，0.01Cr₂O₇^2-～0.02Cr³⁺～0.06mole^-，此时阳极中产生的0.06mol二价铁转变为三价铁，阳极上起先有0.06mol铁溶解变为二价铁，故转移电子的物质的量为0.12mol，
故答案为：0.12；
（5）溶液中c（OH^-）≥

3	(Ksp)/(c(Cr3+))

=

3	(1×10-32)/(10-5)

mol/L=10^-9 mol/L，则溶液中c（H⁺）≤(10-14)/(10-9)mol/L，所以溶液的 pH≥5，故答案为：5．