Question

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 +4CO₃^2－－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_________。

Answer 1

（1）C（1分）
（2）Fe－2e^－=Fe^2＋    4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑（2分）
（3）4Fe^2＋＋10H₂O＋O₂=4Fe(OH)₃↓＋8H^＋或12Fe^2＋＋6H₂O＋3O₂=4Fe(OH)₃↓＋8 Fe^3＋（2分）
（4） O₂+4e^－＋2 CO₂=2 CO₃^2-（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^﹣=2CO₃^2﹣ （或2O₂+4CO₂+8e^﹣=4CO₃^2﹣），故答案为：O₂+2CO₂+4e^﹣=2CO₃^2﹣ （或2O₂+4CO₂+8e^﹣=4CO₃^2﹣）； 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。