Question

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(chǎn)生的氣泡把污水中的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，設計裝置示意圖如下。

 

請回答下列問題。

(1)實驗時若污水中離子濃度較小，導電能力較差，產(chǎn)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 e．CH3CH2OH

(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)該熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，以CH4為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料為電極。已知負極的電極反應是CH4＋4CO32—－8e－=5CO2＋2H2O。

①正極的電極反應是____________________________________________。

②為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應保持穩(wěn)定，電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)(見裝置示意圖)。A物質(zhì)的化學式是____________________________________________________________。

(5)實驗過程中，若在陰極產(chǎn)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

　(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】　(1)BaSO4難溶、CH3CH2OH是非電解質(zhì)，顯然不行；H2SO4、NaOH對溶液酸堿性影響較大，不符合“保持污水的pH在5.0～6.0之間”的要求。(3)Fe2＋可以被氧氣氧化，欲生成Fe(OH)3，一定要有水的參與。(4)總反應為甲烷被氧化生成CO2和H2O，減去負極反應即得正極反應式。負極產(chǎn)生5 mol CO2，其中4 mol CO2可被循環(huán)利用，在正極參與反應。(5)陰極產(chǎn)生的氣體為H2，氣體為44.8 L時，轉(zhuǎn)移4 mol電子，消耗甲烷0.5 mol，即11.2 L。