Question

【題目】工業(yè)上采用的一種污水處理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe（OH）3 ． Fe（OH）3具有吸附性，可吸附污物而沉積下來，有凈化水的作用．陰極產(chǎn)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．某科研小組用該原理處理污水，設(shè)計裝置如圖所示．下列說法正確的是（　　）

A. 為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時，循環(huán)的物質(zhì)A為CO2

B. 甲裝置中陰極的反應(yīng)為Fe﹣2e﹣═Fe2+

C. 為了增加污水的導(dǎo)電能力，應(yīng)向污水中如入適量的NaOH溶液

D. 當(dāng)乙裝置中有1.6 g CH4參加反應(yīng)，則C電極理論上生成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為4.48 L

Answer 1

【答案】A

【解析】甲裝置為電解池，乙裝置為原電池裝置，原電池工作時，通入甲烷的一級為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，負極電極反應(yīng)是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，通入氧氣的一級為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-=2CO32-，電解池中Fe為陽極，發(fā)生Fe-2e-=Fe2+，陰極的電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，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+，以此解答該題。

A．電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，負極電極反應(yīng)是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-=2CO32-，可以循環(huán)利用的物質(zhì)只有二氧化碳，故A正確；B．電解池中Fe為陽極，發(fā)生Fe-2e-=Fe2+，故B錯誤；C．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(dǎo)電能力增強的電解質(zhì)必須是可溶于水的、顯中性或弱酸性的鹽，加入氫氧化鈉會導(dǎo)致溶液呈堿性，故C錯誤；D．根據(jù)電池的負極電極反應(yīng)是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，當(dāng)乙裝置中有1.6 gCH4參加反應(yīng)，即0.1mol甲烷參加反應(yīng)時，有0.8mol電子轉(zhuǎn)移；陰極的電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，陰極產(chǎn)生了44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)即2mol的氫氣產(chǎn)生，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol，則C電極理論上生成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為8.96L，故D錯誤；故選A。