题目内容
【题目】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。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，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，设计装置如图所示。下列说法正确的是
A.为了增加污水的导电能力，应向污水中加入适量的H2SO4溶液
B.甲装置中Fe电极的反应为Fe-3e-=Fe3+
C.当乙装置中有1.6gCH4参加反应，则C电极理论上生成气体体积为4.48L
D.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，循环的物质A为CO2
【答案】D
【解析】
甲装置为电解池，乙装置为原电池装置，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+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，通入氧气的一级为正极，发生还原反应，正极反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-，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。
A．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，加入能使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，加入硫酸不能生成Fe(OH)3沉淀，故A错误；
B．电解池中Fe为阳极，发生Fe-2e-=Fe2+，故B错误；
C．阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L(标准状况)即2mol的氢气产生，所以转移电子的物质的量为4mol，根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，当乙装置中有1.6 gCH4参加反应，即0.1mol甲烷参加反应时，有0.8mol电子转移，则C电极理论上生成气体在标准状况下为8.96L，故C错误；
D．电池是以熔融碳酸盐为电解质，负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正极反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-，可以循环利用的物质只有二氧化碳，故D正确；
故答案为D。
