Question

电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，某研究小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如图所示，下列说法正确的是（　　）

• A、装置A中碳棒为阴极
• B、装置B中通入空气的电极反应是O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-
• C、污水中加入适量的硫酸钠，既可增强溶液的导电性，又可增强凝聚净化的效果
• D、标准状况下，若A装置中产生44.8L气体，则理论上B装置中要消耗CH₄ 11.2L

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：A装置为电解池，B装置为原电池装置，原电池工作时，通入甲烷的电极为负极，发生氧化反应，负极电极反应是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，正极反应为O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，电解池中Fe为阳极，发生Fe-2e^-=Fe²⁺，阴极的电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺，以此解答该题．

解答： 解：A装置为电解池，B装置为原电池装置，原电池工作时，通入甲烷的一级为负极，发生氧化反应，负极电极反应是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，正极反应为O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，电解池中Fe为阳极，发生Fe-2e^-=Fe²⁺，阴极的电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺．
A．电解池中Al片为阴极，碳棒、铁片和污水构成原电池，碳棒正极，故A错误；
B．电池是以熔融碳酸盐为电解质，B中通入空气的电极是正极，反应式为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，故B错误；
C．通过电解生成Fe（OH）₃胶体可吸附污染物而沉积下来，加入硫酸钠能使导电能力增强，加快生成Fe（OH）₃胶体速率，提高污水的处理效果，故C正确；
D．A装置中阴极的电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，阴极产生了44.8L（标准状况）即2mol的气体产生，但是碳棒为正极，正极上还可以以生成氧气，所以参加反应的甲烷大于11.2L，故D错误；
故选C．

点评：本题考查了燃料电池的工作原理和原电池和电解池串联的综合知识，难度较大．注意把握电解池和原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，为解答该题的关键．