Question

5．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，通过电解污水最终生成的Fe（OH）₃吸附污物而沉积下来，达到净水的目的．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，某科研小组利用上述原理，设计出如图所示的装置．
（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．此时最好向污水中加入适量的b（填字母）．
a．H₂SO₄  B．Na₂SO₄  C．CuSO₄ D．CH₃CH₂OH
（2）该燃料电池是以熔融酸盐为电解质，通入空气的电极称为正极，电池工作时必须有A物质参加循环（如图），A的化学式是CO₂．该电池的负极反应式为CH₄-8e^-+4CO₃^2-=5CO₂+2H₂O．
（3）电解池阳极反应式是Fe-2e^-=Fe²⁺，电解生成的固体产物是Fe（OH）₂（填化学式）．该产物最终转变成Fe（OH）₃的化学方程式是4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）溶液导电能力较差，增大溶液中的离子浓度可以提高导电性，所以要加入不参与电解的物质；
（2）燃烧电池中，氧气在正极得电子，负极上甲烷失电子生成二氧化碳；
（3）阳极上Fe失电子生成亚铁离子，阴极上水电离的氢离子得电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，亚铁离子与氢氧根离子结合生成Fe（OH）₂，Fe（OH）₂被氧气氧化为Fe（OH）₃．

解答 解：（1）溶液导电能力较差，增大溶液中的离子浓度可以提高导电性，所以要加入不参与电解的物质，
a．沉降的原理是碱性环境下，让铁离子沉淀，若加入硫酸，则铁离子不会产生沉淀，无法达到实验目的，故a错误；
B．Na₂SO₄ 电解时不参加反应，对产物氢氧化铁无影响，能提高导电性，故b正确；
C．加CuSO₄ 电解时铜离子会参加反应，故c错误；
D．CH₃CH₂OH是非电解质，不能提高导电性，故d错误；
故答案为：b；
（2）料电池中，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，所以正极反应为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；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；负极上甲烷失电子生成二氧化碳，则负极电极反应是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；
故答案为：正； CO₂；CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；
（3）阳极上Fe失电子生成亚铁离子，其电极方程式为：Fe-2e^-=Fe²⁺，阴极上水电离的氢离子得电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，亚铁离子与氢氧根离子结合生成Fe（OH）₂，则电解生成的固体产物是Fe（OH）₂，Fe（OH）₂被氧气氧化为Fe（OH）₃，反应的方程式为 4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃；
故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；Fe（OH）₂； 4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃．

点评 本题考查了电解原理的应用、铁的化合物的性质，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力，注意把握电极放方程式的书写．