题目

题型：不详难度：来源：

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的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，设计装置示意图如下。

请回答下列问题。
(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    e．CH₃CH₂OH
(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)该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。已知负极的电极反应是CH₄＋4CO₃^2—－8e^－=5CO₂＋2H₂O。
①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，电池工作时必须有部分A物质参加循环(见装置示意图)。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。

答案

　(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

解析

　(1)BaSO₄难溶、CH₃CH₂OH是非电解质，显然不行；H₂SO₄、NaOH对溶液酸碱性影响较大，不符合“保持污水的pH在5.0～6.0之间”的要求。(3)Fe^2＋可以被氧气氧化，欲生成Fe(OH)₃，一定要有水的参与。(4)总反应为甲烷被氧化生成CO₂和H₂O，减去负极反应即得正极反应式。负极产生5 mol CO₂，其中4 mol CO₂可被循环利用，在正极参与反应。(5)阴极产生的气体为H₂，气体为44.8 L时，转移4 mol电子，消耗甲烷0.5 mol，即11.2 L。