Question

电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。

某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图如下。

 

请回答下列问题。

(1)实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的________。

a．H2SO4　　　b．BaSO4　　　c．Na2SO4

d．NaOH e．CH3CH2OH

(2)电解池阳极的电极反应分别是：①__________；②4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。

(3)电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是________________。

(4)该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4＋4CO32—－8e－=5CO2＋2H2O。

①正极的电极反应是____________________________________________。

②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环(见装置示意图)。A物质的化学式是____________________________________________________________。

(5)实验过程中，若在阴极产生了44.8 L(标准状况)气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)________________________________________________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难溶、CH3CH2OH是非电解质，显然不行；H2SO4、NaOH对溶液酸碱性影响较大，不符合“保持污水的pH在5.0～6.0之间”的要求。(3)Fe2＋可以被氧气氧化，欲生成Fe(OH)3，一定要有水的参与。(4)总反应为甲烷被氧化生成CO2和H2O，减去负极反应即得正极反应式。负极产生5 mol CO2，其中4 mol CO2可被循环利用，在正极参与反应。(5)阴极产生的气体为H2，气体为44.8 L时，转移4 mol电子，消耗甲烷0.5 mol，即11.2 L。