Question

9．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，除去浮渣层，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，可向污水中加入适量的c．
a．BaSO₄  b．CH₃CH₂OH  c．Na₂SO₄        d．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
①Fe-2e^-=Fe²⁺；   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4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺．
（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（如图）．A物质的化学式是CO₂．

Answer 1

分析 （1）能使导电能力增强的电解质必须是易溶于水的，且只能是中性的；
（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）二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到+3价；
（4）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．

解答 解：（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）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）二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到+3价，得到Fe（OH）₃沉淀的离子方程式是：4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺，故答案为：4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺；
（4）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．

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．