Question

【题目】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____________。

a．Na2SO4 b．H2SO4 c．NaOH d．CH3COOH e．NaCl

（2）除污过程中污水池中阳离子将移向____极（填：“正”或“负”或“阴”或“阳”）。

（3）电解池阳极发生了两个电极反应，电极反应式是

Ⅰ. Fe－2e－＝Fe2＋ Ⅱ.______________________________________。

（4）以上电解过程是以上图右侧的燃料电池为电源，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____________________________________________；

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。A物质的电子式为__________。

（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。

Answer 1

【答案】ae 阴 4OH－- 4 e－＝ 2H2O＋O2↑ CH4＋4CO32－－8e－＝5CO2＋2H2O 11.2

【解析】

利用燃料电池供电，电解无水从而达到净化水的目的。燃料电池中，通入燃料的一极是负极，即通入甲烷的一极是负极，通入空气的一极是正极，氧气在正极上得到电子，和正极相连的是电解池的阳极，即铁作阳极，失去电子生成Fe2+，同时水电离的氢氧根离子也会在阳极上失去电子生成氧气，可以把Fe2+氧化为氢氧化铁，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。阴极是水电离出来的氢离子得到电子生成氢气，可以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。

（1）为了增强溶液的导电性，且要保持污水的pH在5.0～6.0之间，因此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，所以答案选ae。

（2）电解池中阳离子得到电子，向阴极移动。

（3）电解池中阳极失去电子，则另一个电极反应式应该是溶液中的OH－放电，即4OH－- 4 e－＝ 2H2O＋O2↑。

（4）①燃料电池中，负极反应一定是燃料失去电子的过程，该电池的电解质是熔融碳酸盐，所以电极反应为CH4＋4CO32－－8e－＝5CO2＋2H2O。

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。CO2是含有共价键的共价化合物，电子式是。

（5）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可知，当转移4mol电子时，消耗CH4的物质的量是0.5mol，则在标准状况下的体积V＝nVm＝0.5mol×22.4L/mol＝11.2L。