Question

電浮選凝聚法是工業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。陰極產生的氣泡把污水中的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，設計裝置示意圖如下。

請回答下列問題。
(1)實驗時若污水中離子濃度較小，導電能力較差，產生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣。此時，應向污水中加入適量的________。
a．H₂SO₄　　　   b．BaSO₄　　　   c．Na₂SO₄
d．NaOH    e．CH₃CH₂OH
(2)電解池陽極的電極反應分別是：①__________；②4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑。
(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________________。
(4)該熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質，以CH₄為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料為電極。已知負極的電極反應是CH₄＋4CO₃^2—－8e^－=5CO₂＋2H₂O。
①正極的電極反應是____________________________________________。
②為了使該燃料電池長時間穩定運行，電池的電解質組成應保持穩定，電池工作時必須有部分A物質參加循環(見裝置示意圖)。A物質的化學式是____________________________________________________________。
(5)實驗過程中，若在陰極產生了44.8 L(標準狀況)氣體，則熔融鹽燃料電池消耗CH₄(標準狀況)________________________________________________L。

Answer 1

　(1)c　(2)Fe－2e^－=Fe^2＋
(3)4Fe^2＋＋10H₂O＋O₂=4Fe(OH)₃↓＋8H^＋
(4)①O₂＋2CO₂＋4e^－=2CO₃^2—(2O₂＋4CO₂＋8e^－=4CO₃^2—)　②CO₂　(5)11.2

　(1)BaSO₄難溶、CH₃CH₂OH是非電解質，顯然不行；H₂SO₄、NaOH對溶液酸堿性影響較大，不符合“保持污水的pH在5.0～6.0之間”的要求。(3)Fe^2＋可以被氧氣氧化，欲生成Fe(OH)₃，一定要有水的參與。(4)總反應為甲烷被氧化生成CO₂和H₂O，減去負極反應即得正極反應式。負極產生5 mol CO₂，其中4 mol CO₂可被循環利用，在正極參與反應。(5)陰極產生的氣體為H₂，氣體為44.8 L時，轉移4 mol電子，消耗甲烷0.5 mol，即11.2 L。