Question

15．電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe（OH）₃沉淀．Fe（OH）₃有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用．陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去（或撇掉）浮渣層，即起到了浮選凈化的作用．某科研小組用電浮選凝聚法處理污水，設(shè)計裝置示意圖，如圖所示．
（1）實(shí)驗時若污水中離子濃度較小，導(dǎo)電能力較差，產(chǎn)生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣．此時，應(yīng)向污水中加入適量的C．
A．BaSO₄　　　　　B．CH₃CH₂OHC．Na₂SO₄  D．NaOH
（2）電解池陽極發(fā)生了兩個電極反應(yīng)，其中一個反應(yīng)生成一種無色氣體，則陽極的電極反應(yīng)式分別是
Ⅰ．Fe-2e^-=Fe²⁺；
Ⅱ．4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑．
（3）電極反應(yīng)I和Ⅱ的生成物反應(yīng)得到Fe（OH₃）沉淀的離子方程式是4Fe²⁺+10H₂O+O₂═4Fe（OH）₃↓+8H⁺．
（4）該燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，CH₄為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料做電極．為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)（見上圖）．A物質(zhì)的化學(xué)式是CO₂．

Answer 1

分析 （1）從所加入物質(zhì)能增大溶液離子濃度，并能保持污水的pH在5.0～6.0之間考慮；
（2）根據(jù)電極材料和離子的放電順序考慮；
（3）根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒即可得離子方程式；
（4）電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，可以循環(huán)利用的物質(zhì)只有二氧化碳．

解答 解：（1）為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，因此可選用易溶性強(qiáng)電解質(zhì)溶液，排除A和B，考慮到題中要求電解時保持污水的pH在5.0～6.0之間，因此不能添加NaOH，BaSO₄不溶，故答案為：C；
（2）電解時鐵作陽極，因此主要發(fā)生Fe-2e^-=Fe²⁺，同時也發(fā)生副反應(yīng)，即溶液中的OH^-失電子被氧化生成O₂，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（3）根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒，電極反應(yīng)I和Ⅱ的生成物反應(yīng)得到Fe（OH₃）沉淀的離子方程式是4Fe²⁺+10H₂O+O₂═4Fe（OH）₃↓+8H⁺，故答案為：4Fe²⁺+10H₂O+O₂═4Fe（OH）₃↓+8H⁺；
（4）負(fù)極反應(yīng)是CH₄失電子，該電池的電解質(zhì)環(huán)境是熔融碳酸鹽，所以負(fù)極反應(yīng)為：CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，可以循環(huán)利用的物質(zhì)只有二氧化碳；
故答案為：CO₂．

點(diǎn)評 本題考查原電池和電解池的知識，較為綜合，做題時注意利用守恒的思考去解答，同時注意電極反應(yīng)式的書寫．