题目内容

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,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图,如图所示。

⑴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,应向污水中加入适量的__________。

a.BaSO4     b.CH3CH2OH     c.Na2SO4     d.NaOH

⑵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

Ⅰ._____________________________;Ⅱ.______________________________。

⑶电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是___________________________。

⑷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。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(见上图)。A物质的化学式是_________________;

【答案】(10分)

⑴c     (2分) ⑵Fe-2e=Fe2       4OH- 4 e= 2H2O+O2    (各2分)

⑶4Fe2++10H2O + O2= 4Fe(OH)3↓+8H+           (2分)

⑷CO2    (2分)

【解析】⑴为了增强溶液的导电性,因此可选用易溶性强电解质溶液,排除a和b。考虑到题中要求电解时保持污水的pH在5.0~6.0之间,因此不能添加NaOH。⑵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。⑶根据得失电子守恒和电荷守恒即可得离子方程式。⑷由于原电池的负极产物有水生成,所以负极必有CO32-参加,同时根据碳守恒可知A必为CO2,负极反应式可表示为CH4+4CO32—8e-=5CO2+2H2O。

【考点】电化学基础——电解原理的综合应用

练习册系列答案
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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,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用.某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图如下:
(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,应向污水中加入适量的
c
c

a.H2SO4     b.BaSO4     c.Na2SO4     d.NaOH     e.CH3CH2OH
(2)电解池阳极的电极反应分别是①
Fe-2e-=Fe2+
Fe-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+
4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+

(4)该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极.已知负极的电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O.
①正极的电极反应是
O2+2CO2+4e-=2CO32-(2O2+4CO2+8e-=4CO32-
O2+2CO2+4e-=2CO32-(2O2+4CO2+8e-=4CO32-

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(见图).A物质的化学式是
CO2
CO2

(5)实验过程中,若在阴极产生了44.8L(标准状况)气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)
11.2
11.2
 L.

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