Question

【題目】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，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

（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。

①已知負(fù)極的電極反應(yīng)是CH4+4CO32-- 8e－=5CO2+2H2O。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44．8 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，則熔融鹽燃料電池消耗CH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況） L。

Answer 1

【答案】（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】

試題分析：（1）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(qiáng)的電解質(zhì)必須是可溶于水的、顯中性的鹽，答案選c；

（2）活潑金屬電極做電解池的陽極時，電極本身放電，所以陽極的電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+；

（3）二價鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到正三價，則反應(yīng)得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是4Fe2＋＋10H2O＋O2=4Fe(OH)3↓＋8H＋；

（4）①燃料電池中，正極反應(yīng)一定是氧氣得電子的過程，該電池的電解質(zhì)是熔融碳酸鹽，所以正極的電極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－=2CO32－(2O2＋4CO2＋8e－=4CO32－)；

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，所以A物質(zhì)的化學(xué)式為CO2；

（5）陰極的電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，陰極產(chǎn)生了44.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）即2mol的氫氣，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol，根據(jù)電池的負(fù)極電極反應(yīng)是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，消耗CH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的體積V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L。