Question

8．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，如图所示．

（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c．
a．H₂SO₄     b．BaSO₄     c．Na₂SO₄     d．NaOH     e．CH₃CH₂OH．
（2）电解池阳极能同时发生了两个电极反应（阳极上还会产生微量气泡），电极反应式分别是：Ⅰ．Fe-2e^-=Fe²⁺；Ⅱ．2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；
（3）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH₄为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极．
①负极的电极反应是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；
②正极的电极反应是O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
③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（见如图）．A物质的化学式是CO₂．

Answer 1

分析 （1）从所加入物质能增大溶液离子浓度，并能保持污水的pH在5.0～6.0之间考虑；
（2）根据阳极电极材料和离子的放电顺序考虑放电的离子，并书写电极反应式；
（3）①燃料电池中，负极上是燃料发生失电子的氧化反应；
②燃料电池中，正极发生的反应是氧气得电子被还原的过程；
③根据两极上发生的反应确定循环使用的物质．

解答 解：（1）为了增强溶液的导电性，因此可选用易溶性强电解质溶液，排除B，考虑到题中要求电解时保持污水的pH在5.0～6.0之间，因此不能添加NaOH，硫酸会和Fe（OH）₃反应，不能使用，故答案为：c；
（2）电解时铁作阳极，因此主要发生Fe-2e^-=Fe²⁺，同时也发生副反应，即溶液中的OH^-失电子被氧化生成O₂，故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；
（3）①燃料电池中，负极上是燃料发生失电子的氧化反应，发生的电极反应为：CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，故答案为：CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；
②正极反应一定是氧气得电子，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，故答案为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
③由电极反应可知电池工作时参加循环的物质为CO₂，故答案为：CO₂．

点评 本题考查原电池和电解池的知识，较为综合，做题时注意利用守恒的思考去解答，同时注意电极反应式的书写．