Question

8．FeCl₃具有凈水作用，但腐蝕設(shè)備，所以工業(yè)上常選用電浮選凝聚法處理污水．其原理是保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe（OH）₃沉淀．某課外小組用電浮選凝聚法處理污水，設(shè)計如圖所示裝置示意圖．
（1）氯化鐵能用作水處理劑的原因是Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，F(xiàn)e（OH）₃膠體能吸附并沉降水中懸浮的物質(zhì)（用離子方程式及必要的文字說明）；
（2）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)向污水中加入適量的C；
A．BaSO₄　   B．CH₃CH₂OH     C．Na₂SO₄D．NaOH
（3）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：ⅠFe-2e^-=Fe²⁺，Ⅱ2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；
（4）電極反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ的生成物反應(yīng)得到Fe（OH）₃沉淀的離子方程式是4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺；
（5）該燃料電池以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，CH₄為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料作電極．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)（如圖）．A物質(zhì)的化學(xué)式是CO₂．

Answer 1

分析 （1）氯化鐵在水中能水解生成氫氧化鐵膠體，F(xiàn)e（OH）₃膠體能吸附并沉降水中懸浮的物質(zhì)；
（2）能使導(dǎo)電能力增強的電解質(zhì)必須是易溶于水的，且只能是中性的；
（3）根據(jù)陽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；
（4）二價鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到+3價；
（5）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）氯化鐵在水中能水解生成氫氧化鐵膠體，該過程可用離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，F(xiàn)e（OH）₃膠體能吸附并沉降水中懸浮的物質(zhì)，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，F(xiàn)e（OH）₃膠體能吸附并沉降水中懸浮的物質(zhì)；
（2）保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe（OH）₃沉淀時，加入的使導(dǎo)電能力增強的電解質(zhì)必須是可溶于水的、顯中性的鹽，故答案為：C；
（3）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↑；
（4）二價鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到+3價，得到Fe（OH）₃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⁺；
（5）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．

點評 本題考查了燃料電池的工作原理和原電池和電解池串聯(lián)的綜合知識，難度較大，注意知識的遷移應(yīng)用是關(guān)鍵．