Question

电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5．0～6．0之间，通过电解生成Fe（OH）₃沉淀。Fe（OH）₃有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如图所示：

（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此 时，应向污水中加入适量的            。

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

（2）电解池阳极的电极反应分别是①                  ；②4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑。

（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)₃沉淀的离子方程式是                     。

（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH₄为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。

①已知负极的电极反应是CH₄+4CO₃^2-- 8e^－=5CO₂+2H₂O。正极的电极反应是            。

②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是                   。

（5）实验过程中，若在阴极产生了44．8 L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH₄（标准状况）                    L。

Answer

（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】

试题分析：（1）保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，答案选c；

（2）活泼金属电极做电解池的阳极时，电极本身放电，所以阳极的电极反应为Fe-2e-=Fe2+；

（3）二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，则反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是4Fe2＋＋10H2O＋O2=4Fe(OH)3↓＋8H＋；

（4）①燃料电池中，正极反应一定是氧气得电子的过程，该电池的电解质是熔融碳酸盐，所以正极的电极反应为O2＋2CO2＋4e－=2CO32－(2O2＋4CO2＋8e－=4CO32－)；

②电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳，所以A物质的化学式为CO2；

（5）阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L（标准状况）即2mol的氢气，所以转移电子的物质的量为4mol，根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，当转移0.1mol电子时，消耗CH4（标准状况）的体积V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L。

【考点定位】考查燃料电池、电解池的工作原理。

【名师点睛】本题考查燃料电池、电解池的工作原理。具体分析如下：（1）能使导电能力增强的电解质必须是易溶于水的，且只能是中性的；（2）活泼金属电极做电解池的阳极是，则电极本身放电；（3）二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价；（4）①燃料电池中，正极发生的反应一定是氧气得电子的过程；②电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳；（5）在燃料电池和电解池的串联电路中，转移的电子数目是相同的。