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工业上采用的一种污水处理方法是: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。某科研小组用此法处理污水,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,无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的________。

A.BaSO4B.CH3CH2OHC.Na2SO4D.NaOH
(2)电解池阳极发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是:
①___________________________________________________;
②___________________________________________________。
(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。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32-8e=5CO2+2H2O。则正极的电极反应是                       。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,此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。

(1)C(1分)
(2)Fe-2e=Fe2    4OH-4e=2H2O+O2↑(2分)
(3)4Fe2+10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H或12Fe2+6H2O+3O2=4Fe(OH)3↓+8 Fe3(2分)
(4) O2+4e+2 CO2=2 CO32-(2分)    CO2(1分)

解析试题分析:(1)保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀时,加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐,故答案为:c;(2)活泼金属电极做电解池的阳极是,则电极本身放电,故答案为:Fe﹣2e=Fe2+;(3)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+,故答案为:4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+; (4)①料电池中,正极反应一定是氧气的电子的过程,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=2CO32 (或2O2+4CO2+8e=4CO32),故答案为:O2+2CO2+4e=2CO32 (或2O2+4CO2+8e=4CO32); ②电池是以熔融碳酸盐为电解质,可以循环利用的物质只有二氧化碳,故答案为:CO2
考点:本题考查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。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

如图,A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

(1)A中反应的离子方程式为_____________________________。
(2)B中Sn极的电极反应式为____________________________。
(3)C中被腐蚀的金属是________,总反应的化学方程式为_____________________。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序为__________。
(填序号)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液(滴有几滴酚酞)电解实验,如图所示。

回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为________________________ 、________________________。
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中a电极上得到的是________;电解过程中________极(填“a”或“b”)附近会出现红色。电解氯化钠溶液的总化学方程式为________________________。将a、b两极的产物相互反应可得到“84”消毒液的有效成分NaClO,特殊情况下可用“84”消毒液吸收SO2,反应的离子方程式为________________________。
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

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。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

太阳能电池可用做电解的电源(如图)。
(1)若c、d均为惰性电极,电解质溶液为硫酸铜溶液,电解过程中,c极先无气体产生,后又生成气体,则c极为________极,在电解过程中,溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”),停止电解后,为使溶液恢复至原溶液应加入适量的________。

(2)若c、d均为铜电极,电解质溶液为氯化钠溶液,则电解时,溶液中氯离子的物质的量将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若用石墨、铁作电极材料,可组装成一个简易污水处理装置。其原理是:加入试剂调节污水的pH在5.0~6.0之间。接通电源后,阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去,起到浮选净化作用;阳极产生的有色沉淀具有吸附性,吸附污物而沉积,起到凝聚净化作用。该装置中,阴极的电极反应式为_______________________________________;
阳极区生成的有色沉淀是________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

工业上采用的一种污水处理方法如下: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。某科研小组用该原理处理污水,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    。 
a.H2SO4 b.CH3CH2OH c.Na2SO4
d.NaOH e.BaSO4
(2)电解池阳极实际发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是Ⅰ.       ;Ⅱ.       。 
(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,稀土金属材料作电极。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(见上图)。A物质的化学式是        。 
(4)已知燃料电池中有1.6 g CH4参加反应,则C电极理论上生成气体    L(标准状况)。 

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某蓄电池反应为NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2
(1)该蓄电池充电时,发生还原反应的物质是     (填下列字母),放电时生成Fe(OH)2的质量18 g,则外电路中转移的电子数是             

A.NiO2 B.Fe C.Fe(OH)2 D.Ni(OH)2
(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与该蓄电池这样的直流电源的      极(填“正”或“负”)相连。
(3)以该蓄电池做电源,用右图所示装置,在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示)。                              

(4)精炼铜时,粗铜应与直流电源的      极(填“正”或“负”)相连,精炼过程中,电解质溶液中c(Fe2)、c(Zn2)会逐渐增大而影响进一步电解,甲同学设计如下除杂方案:

已知:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀时的pH
2.3
7.5
5.6
6.2
完全沉淀时的pH
3.9
9.7
6.4
8.0
 
则加入H2O2的目的是                                                  ,乙同学认为应将方案中的pH调节到8,你认为此观点      (填“正确”或“不正确”),理由是                           

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。
 
I.用图甲所示装置进行第一组实验时:
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是        (填序号)。

A.石墨 B.镁 C.银 D.铂
(2)实验过程中,SO42?     (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象         
II.该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极溶液逐渐变成紫红色:停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息,回答下列问题:
(3)电解过程中,X极溶液的pH        (填“增大”“减小”或“不变”)
(4)电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH?-4e?=2H2O+O2↑和               
(5)电解进行一段时间后,若在X极收集到672mL气体,Y电极(铁电极)质量减小0.28g,则在Y极收集到气体为       mL(均已折算为标准状况时气体体积)。
(6)K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电池反应为:
2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的电极反应式为             

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件,按下图所示装置进行实验

序号
A
B
烧杯中的液体
指针是否偏转
1
Zn
Cu
稀硫酸

2
Zn
Zn
稀硫酸

3
Cu
C
氯化钠溶液

4
Mg
Al
氢氧化钠溶液

 
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验1中由A极流向B极的是        (填“电流”或“电子”);
(2)实验4中电子由B极流向A极,表明负极是        电极(填“镁”或“铝”);电极反应式为:                                                  
(3)实验3表明       (选填序号);
①铜在潮湿空气中不会被腐蚀    ②铜的腐蚀是自发进行的
(4)分析上表有关信息,下列说法不正确的是         (选填序号)。
①相对活泼的金属一定做负极
②失去电子的电极是负极
③烧杯中的液体,必须是电解质溶液
④浸入同一电解质溶液中的两个电极,是活泼性不同的二种金属(或其中一种能导电的非金属)

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