题目内容
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.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:
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。