Question

【題目】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，設計裝置如圖所示：

（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

（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）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。

①已知負極的電極反應是CH4+4CO32-- 8e－=5CO2+2H2O。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。為此電池工作時必須有部分A物質參加循環。則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

【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，加入的使導電能力增強的電解質必須是可溶于水的、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，正極反應一定是氧氣得電子的過程，該電池的電解質是熔融碳酸鹽，所以正極的電極反應為O2＋2CO2＋4e－=2CO32－(2O2＋4CO2＋8e－=4CO32－)；

②電池是以熔融碳酸鹽為電解質，可以循環利用的物質只有二氧化碳，所以A物質的化學式為CO2；

（5）陰極的電極反應為：2H++2e-=H2↑，陰極產生了44.8L（標準狀況）即2mol的氫氣，所以轉移電子的物質的量為4mol，根據電池的負極電極反應是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，當轉移0.1mol電子時，消耗CH4（標準狀況）的體積V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L。