Question

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)計裝置如圖所示： (1)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，則無法使懸浮物形成浮渣。

此時，應(yīng)向污水中加入適量的_________。

a.  H2SO4   b.BaSO4 c.Na2SO4    d.NaOH e.CH3CH2OH

(2)電解池陽極的電極反應(yīng)分別是①______________；

②4OH－－4e－=2H2O＋O2↑

(3)電極反應(yīng)①和②的生成物反應(yīng)得到 Fe(OH)3 沉淀的離子方程式是__________。

(4)熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，以 CH4為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料為電極。已知負極的電極反應(yīng)是 CH4＋4CO2－8e-===5CO2＋2H2O。

①正極的電極反應(yīng)是______________。

②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。為此電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。 則 A 物質(zhì)的化學(xué)式是___________。

(5)實驗過程中，若在陰極產(chǎn)生了 44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，則熔融鹽燃料電池消耗 CH4_____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

Answer 1

【知識點】原電池、計算  A2  F3

【答案解析】（1）c

（2）Fe－2e－=Fe2＋

（3）4Fe2＋＋10H2O＋O2=4Fe(OH)3↓＋8H＋

（4）①O2＋2CO2＋4e－=2CO32－(2O2＋4CO2＋8e－=4CO32－)②CO2

(5)11.2

解析：（1）為了增強溶液的導(dǎo)電性，因此可選用易溶性的強電解質(zhì)溶液，排除be，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ad。

(2) 右邊裝置是燃料電池，而且通入甲烷的一極是負極，則電解時鋁是陰極，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。

(3) 電極反應(yīng)①生成Fe2＋和②的生成物O2反應(yīng)得到 Fe(OH)3 沉淀，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒即可得離子方程式：4Fe2＋＋10H2O＋O2=4Fe(OH)3↓＋8H＋。

(4)①燃料電池的正極是氧氣得到電子，然后與CO2結(jié)生成CO32－，同時根據(jù)碳守恒可知A必為CO2。②陰極產(chǎn)生H2，根據(jù)CH4~4H2知生成了 44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氫氣，消耗CH411.2L．

【思路點撥】電池電極反應(yīng)可用總反應(yīng)減去其中一個電極的反應(yīng)可得另外一個電極反應(yīng)，如本題的總反應(yīng)是CH4＋2O2=CO2+2H2O減去已知負極的電極反應(yīng)得正極反應(yīng)；另外在書寫電極反應(yīng)時要注意電荷、質(zhì)量、得失電子守恒。