Question

工业上采用的一种污水处理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)₃。Fe(OH)₃具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，有净化水的作用。某科研小组用该原理处理污水，设计的装置如图所示。下列说法正确的是

A.为了增加污水的导电能力，应向污水中加入适量的H₂SO₄溶液

B.为了使燃料电池乙长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时，循环的物质A为CO₂

C.甲装置中Fe电极的反应为Fe-3e^-=Fe³⁺

D.当乙装置中有1.6 g CH₄参加反应时，C电极理论上生成气体的体积在标准状况下为4.48 L

Answer

B

【解析】

甲装置为电解池，乙装置为原电池，原电池工作时，通入甲烷的一极为负极，发生氧化反应，负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，正极反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-，在电解池中，Fe电极为阳极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，C电极为阴极，阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+，以此解答该题。

A. 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，为使导电能力增强可加入可溶于水的、显中性的盐，因为加入硫酸不能生成Fe(OH)3沉淀，A错误；

B. 电池是以熔融碳酸盐为电解质，负极反应式为：CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-，可以循环利用的物质A是CO2，B正确；

C. 电解池中Fe为阳极，发生Fe-2e-=Fe2+，C错误；

D. 当乙装置中有1.6 g CH4参加反应时，1.6 g甲烷的物质的量是0.1mol，根据电极反应式CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O可知：0.1 mol甲烷参加反应时，有0.8 mol电子转移，阴极C电极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，则根据同一闭合回路中电子转移数目相等，可知C电极上理论上生成气体在标准状况下V(H2)=0.4 mol×22.4 L/mol=8.96 L，D错误；

故合理选项是B。