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

 

．
a．H₂SO₄     b．BaSO₄     c．Na₂SO₄     d．NaOH     e．CH₃CH₂OH．
（2）電解池陽極能同時發(fā)生了兩個電極反應（陽極上還會產生微量氣泡），電極反應式分別是：Ⅰ．

 

；Ⅱ．

 

；
（3）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．
①負極的電極反應是

 

；
②正極的電極反應是

 

；
③為了使該燃料電池長時間穩(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物質參加循環(huán)（如圖）．A物質的化學式是

 

．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）從所加入物質能增大溶液離子濃度，并能保持污水的pH在5.0～6.0之間考慮；
（2）根據電極材料和離子的放電順序考慮；
（3）燃料電池中，正極發(fā)生的反應是氧氣得電子被還原的過程，負極發(fā)生的反應是燃料失電子被氧化的過程；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．

解答： 解：（1）為了增強溶液的導電性，因此可選用易溶性強電解質溶液，排除A和B，考慮到題中要求電解時保持污水的pH在5.0～6.0之間，因此不能添加NaOH，BaSO₄不溶，故答案為：c；
（2）電解時鐵作陽極，因此主要發(fā)生Fe-2e^-=Fe²⁺，同時也發(fā)生副反應，即溶液中的OH^-失電子被氧化生成O₂，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；
（3）料電池中，正極反應一定是氧氣得電子，該電池的電解質環(huán)境是熔融碳酸鹽，所以正極反應為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；負極反應是CH₄失電子，該電池的電解質環(huán)境是熔融碳酸鹽，所以負極反應為：CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；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：CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；CO₂．

點評：本題考查原電池和電解池的知識，較為綜合，做題時注意利用守恒的思考去解答，同時注意電極反應式的書寫．