(2011?德州二模)工業(yè)上采用的一種污水處理方法如下: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.某科研小組用該原理處理污水,設(shè)計裝置示意圖.如圖所示.
(l)實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)向污水中加入適重的
c
c

a.H2SO4  b.CH3CH2OH      c.Na2SO4      d. NaOH      e. BaSO4
(2)電解池陽極實際發(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+
Fe-2e-=Fe2+
; II.
2H2O-4e-=4H++O2
2H2O-4e-=4H++O2

(3)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)(見圖).A物質(zhì)的化學(xué)式是
CO2
CO2

(4)已知燃料電池中有1.6g CH4參加反應(yīng),則C電極理論上生成氣體
8.96L
8.96L
L (標準狀況).
(5)若將裝置中的甲部分換為如圖所示的裝置,寫出該電解過程中的化學(xué)方程式:
2CuSO4+2H20
 電解 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2
2CuSO4+2H20
 電解 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2
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)碳守恒和兩極上的變化考慮;
(4)根據(jù)電極反應(yīng)式和電子守恒計算;
(5)根據(jù)兩極上的反應(yīng)書寫電解方程式.
解答:解:(1)為了增強溶液的導(dǎo)電性,因此可選用易溶性強電解質(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+;2H2O-4e-=4H++O2↑;
(3)由于原電池的負極產(chǎn)物有水生成,所以負極必有CO32-參加反應(yīng),同時根據(jù)碳守恒可知A必為CO2,負極反應(yīng)式可表示為CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,故答案為:CO2
(4)C為電解池的陰極,由于電解質(zhì)溶液呈弱酸性,發(fā)生的反應(yīng)為:2H+-2e-=H2↑,則1.6g CH4參加反應(yīng)負極上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.8mol,在C極上生成0.4molH2,標況下體積為
8.96L,故答案為:8.96L;
(5)電解硫酸銅溶液時,陰極上有銅析出,反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu,陽極上有氧氣生成,反應(yīng)式為4OH--4e-═2H2O+O2↑,所以總反應(yīng)式為:2CuSO4+2H20
 電解 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2↑,故答案為:2CuSO4+2H20
 電解 
.
 
2Cu+2H2SO4+O2↑.
點評: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.
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