Question

1．電浮選凝聚法是工業(yè)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，設計裝置示意圖，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c（填序號）．
a．H₂SO₄   b．BaSO₄   c．Na₂SO₄   d．NaOH    e．CH₃CH₂OH
（2）電解池陽極發(fā)生兩個電極反應，反應式分別  是：①Fe-2e^-=Fe²⁺；
②4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（3）電極反應①和②的生成物發(fā)生反應得到Fe（OH）₃的離子方程式是4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺；
（4）該燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質，CH₄為燃料，空氣為氧化劑．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O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-（或2O₂+4CO₂+8e^-=4CO₃^2-）；
②為了使該電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質組成應保持穩(wěn)定，電池工作時必須有部分A參加循環(huán)（見上圖）．A物質的化學式是CO₂；
（5）實驗過程中，若陰極產生44.8L（標況）氣體，則燃料電池消耗CH₄（標況）11.2L．

Answer 1

分析 （1）能使導電能力增強的電解質必須是易溶于水的，且只能是中性的；
（2）活潑金屬電極做電解池的陽極是，則電極本身放電；
（3）二價鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到正三價；
（4）①燃料電池中，正極發(fā)生的反應一定是氧氣得電子的過程；
②電池是以熔融碳酸鹽為電解質，可以循環(huán)利用的物質只有二氧化碳；
（5）在燃料電池和電解池的串聯(lián)電路中，轉移的電子數(shù)目是相同的．

解答 解：（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，故答案為：c；          
（2）活潑金屬電極做電解池的陽極是，則電極本身放電，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（3）二價鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到正三價，4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺，故答案為：4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺； 
（4）①料電池中，正極反應一定是氧氣的電子的過程，該電池的電解質環(huán)境是熔融碳酸鹽，所以電極反應為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2- （或2O₂+4CO₂+8e^-=4CO₃^2-），故答案為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2- （或2O₂+4CO₂+8e^-=4CO₃^2-）；        
②電池是以熔融碳酸鹽為電解質，可以循環(huán)利用的物質只有二氧化碳，故答案為：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的氫氣產生，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+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，當轉移4mol電子時，消耗CH₄（標準狀況）的體積V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案為：11.2．

點評 本題考查了燃料電池的工作原理和原電池和電解池串聯(lián)的綜合知識，注意知識的遷移應用是關鍵，難度較大．