Question

工業上采用的一種污水處理方法是：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。某科研小組用此法處理污水，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，無法使懸浮物形成浮渣。此時，應向污水中加入適量的________。

A．BaSO4 B．CH3CH2OH C．Na2SO4 D．NaOH

（2）電解池陽極發生了兩個電極反應，其中一個反應生成一種無色氣體，則陽極的電極反應式分別是：

①___________________________________________________；

②___________________________________________________。

（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，稀土金屬材料做電極。已知負極的電極反應是CH4 +4CO32－－8e－=5CO2+2H2O。則正極的電極反應是 。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，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_________。

 

Answer 1

（1）C（1分）

（2）Fe－2e－=Fe2＋ 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑（2分）

（3）4Fe2＋＋10H2O＋O2=4Fe(OH)3↓＋8H＋或12Fe2＋＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3↓＋8 Fe3＋（2分）

（4） O2+4e－＋2 CO2=2 CO32- （2分） CO2（1分）

【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，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，該電池的電解質環境是熔融碳酸鹽，所以電極反應為：O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣ （或2O2+4CO2+8e﹣=4CO32﹣），故答案為：O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣ （或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，故答案為：CO2；

考點：本題考查燃料電池的工作原理和原電池和電解池串聯的綜合知識，難度較大。