Question

8．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(guò)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(lái)，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(jì)裝置示意圖，如圖所示．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)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(wú)法使懸浮物形成浮渣．此時(shí)，應(yīng)向污水中加入適量的c．
a．H₂SO₄     b．BaSO₄     c．Na₂SO₄     d．NaOH     e．CH₃CH₂OH．
（2）電解池陽(yáng)極能同時(shí)發(fā)生了兩個(gè)電極反應(yīng)（陽(yáng)極上還會(huì)產(chǎn)生微量氣泡），電極反應(yīng)式分別是：Ⅰ．Fe-2e^-=Fe²⁺；Ⅱ．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．
①負(fù)極的電極反應(yīng)是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；
②正極的電極反應(yīng)是O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
③為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)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(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)（見(jiàn)如圖）．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)陽(yáng)極電極材料和離子的放電順序考慮放電的離子，并書寫電極反應(yīng)式；
（3）①燃料電池中，負(fù)極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
②燃料電池中，正極發(fā)生的反應(yīng)是氧氣得電子被還原的過(guò)程；
③根據(jù)兩極上發(fā)生的反應(yīng)確定循環(huán)使用的物質(zhì)．

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B，考慮到題中要求電解時(shí)保持污水的pH在5.0～6.0之間，因此不能添加NaOH，硫酸會(huì)和Fe（OH）₃反應(yīng)，不能使用，故答案為：c；
（2）電解時(shí)鐵作陽(yáng)極，因此主要發(fā)生Fe-2e^-=Fe²⁺，同時(shí)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）①燃料電池中，負(fù)極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，故答案為：CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；
②正極反應(yīng)一定是氧氣得電子，該電池的電解質(zhì)環(huán)境是熔融碳酸鹽，所以電極反應(yīng)為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，故答案為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
③由電極反應(yīng)可知電池工作時(shí)參加循環(huán)的物質(zhì)為CO₂，故答案為：CO₂．

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