Question

工業(yè)上采用的一種污水處理方法是：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe（OH）₃沉淀．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．某科研小組用此法處理污水，設計裝置示意圖，如圖所示．

（1）實驗時若污水中離子濃度較小，導電能力較差，無法使懸浮物形成浮渣．此時，應向污水中加入適量的

 

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A．BaSO₄     B．CH₃CH₂OH        C．Na₂SO₄        D．NaOH
（2）電解池陽極發(fā)生了兩個電極反應，其中一個反應生成一種無色氣體，則陽極的電極反應式分別是：
①

 

；②

 

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（3）電極反應①和②的生成物反應得到Fe（OH）₃沉淀的離子方程式是

 

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（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．已知負極的電極反應是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O．則正極的電極反應是

 

．為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應保持穩(wěn)定，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)的化學式是

 

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Answer 1

考點：常見的生活環(huán)境的污染及治理,電解原理

專題：氧化還原反應專題

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；
活潑金屬電極做電解池的陽極是，則電極本身放電；
（3）二價鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到正三價；
（4）①燃料電池中，正極發(fā)生的反應是氧氣得電子被還原的過程；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）為了增強溶液的導電性，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）活潑金屬電極做電解池的陽極，則電極本身放電，電極反應為：Fe-2e^-=Fe²⁺，同時也發(fā)生副反應，即溶液中的OH^-失電子被氧化生成O₂，電極反應為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；
（3）二價鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到正三價，4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺；
故答案為：4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺；
（4））料電池中，正極反應一定是氧氣得電子，該電池的電解質(zhì)環(huán)境是熔融碳酸鹽，所以電極反應為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO ₃^2-，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：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；CO₂；

點評：本題考查電解池的電解原理的運用，較為綜合，注意電極反應式的書寫和氧化還原方程式的書寫，難度較大．