Question

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^－＝Fe^2＋      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

（1）ae （2分）  （2）阴（2分）（2）4OH^－- 4 e^－＝ 2H₂O＋O₂↑   （3分）
（3）①O₂＋2CO₂＋4e^－＝2CO₃^2－ （3分）②（2分）（4）11.2 （3分）

试题分析：（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料电池中，正极反应一定是氧气得到的电子的过程，该电池的电解质是熔融碳酸盐，所以电极反应为O₂＋2CO₂＋4e^－＝2CO₃^2－。
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。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＋4CO₃^2－－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。
点评：该题是高考中的常见题型，属于综合性试题的考查，对学生的思维能力提出了较高的要求，本题贴近高考，综合性强，在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生能力的培养，意在培养学生的逻辑推理能力和创新思维能力。该题的关键是明确原电池和电解池的工作原理，做题时注意利用守恒的思考去解答，同时注意电极反应式的书写。