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的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。

请回答下列问题。
(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________。
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__________；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________________。
(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____________________________________________。
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(见装置示意图)。A物质的化学式是____________________________________________________________。
(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。

　(1)c　(2)Fe－2e－=Fe2＋
(3)4Fe2＋＋10H2O＋O2=4Fe(OH)3↓＋8H＋
(4)①O2＋2CO2＋4e－=2CO32—(2O2＋4CO2＋8e－=4CO32—)　②CO2　(5)11.2

解析

练习册系列答案
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新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液(滴有几滴酚酞)电解实验，如图所示。

回答下列问题：
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为________________________ 、________________________。
(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中a电极上得到的是________；电解过程中________极(填“a”或“b”)附近会出现红色。电解氯化钠溶液的总化学方程式为________________________。将a、b两极的产物相互反应可得到“84”消毒液的有效成分NaClO，特殊情况下可用“84”消毒液吸收SO2，反应的离子方程式为________________________。
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。

用惰性电极电解NaCl与NaHCO3的混合溶液，测得溶液的pH变化如图所示。

（1）在0→t1时间内，两个电极上的电极反应式为：
阳极：________________________________________________________________________；
阴极：________________________________________________________________________。
（2）用离子方程式表示0→t1时间内，溶液pH升高比较缓慢的原因：____________________________________________________________________________。

（1）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2该电池反应的化学方程式是________。
（2）化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化学法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图所示。

①电源正极为__________（填A或B），阴极反应式为________________________。
②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm左－Δm右）为__________克。
（3）能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4（aq），FeSO4（aq），CuSO4（aq）；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见图），并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。

②以铜片为电极之一，CuSO4（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是_________________________________________________________________。
④根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在所给的材料中应选__________作阳极。

工业上利用铬铁矿(FeOCr2O3)冶炼铬的工艺流程如下:

（1）实验室焙烧铬铁矿可选用的装置是__________（填序号）。

（2）完成下列化学方程式（在横线上填写物质的化学式及计量数）：4CrO42－＋6S＋7H2O＝4Cr(OH)3↓＋3S2O32－＋_____________。
（3）操作I包括过滤与洗涤，简述实验室中洗涤沉淀的操作：__________________。
（4）Cr(OH)3和Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物，写出Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液的离子方程式________________________________。
（5）由Cr2O3冶炼Cr的化学方程式为____________________________。
（6）目前有一种采用以铬酸钠(Na2CrO4)为原料，用电化学法制备重铬酸钠(Na2Cr2O7)的实验装置如下图所示（已知：2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O）。

①写出阴极的电极反应式为________________________________________。
②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na＋物质的量由a mol变为b mol，则此时铬酸钠的转化率为___。

新型锂离子电池材料Li2MSiO4(M为Fe，Co，Mn，Cu等)是一种发展潜力很大的电池电极材料。工业制备Li2MSiO4有两种方法。
方法一：固相法，2Li2SiO3＋FeSO4Li2FeSiO4＋Li2SO4＋SiO2。
方法二：溶胶－凝胶法，CH3COOLi、Fe(NO3)3、Si(OC2H5)4等试剂胶体干凝胶Li2FeSiO4。
(1)固相法中制备Li2FeSiO4过程采用惰性气体气氛，其原因是____________________________________________________。
(2)溶胶­凝胶法中，检查溶液中有胶体生成的方法是________；生产中，生成1 mol Li2FeSiO4整个过程转移电子的物质的量为________mol。
(3)以Li2FeSiO4和嵌有Li的石墨为电极材料，含锂的导电固体作电解质，构成电池的总反应式为Li＋LiFeSiO4Li2FeSiO4，则该电池的负极是________；充电时，阳极反应的电极反应式为________。
(4)使用(3)组装的电池必须先________。

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．BaSO4B．CH3CH2OHC．Na2SO4D．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_________。

蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2 + Fe + 2H2OFe(OH)2 + Ni(OH)2。
（1）若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是      （填序号）。

A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2
（2）用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mole-，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题。
①电解M(NO3)x溶液时某一电极增加了g M，则金属M的相对原子质量为         （用含“、x”的表达式表示）。
②电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是          ；将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的PH=          。

某物质A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。其 与水加成的产物B是一种常用的有机溶剂，在生活中有重要的应用。
（1）A的电子式为________，B的分子式为________。
若用B与O2制成燃料电池，并以稀硫酸溶液为电解质溶液，回答（2）-（5）题：
（2）负极上的电极反应式为_______________________________________。
（3）消耗标准状况下的5.6 L O2时，有__________mol电子发生转移。
（4）开始放电时，正极附近溶液的pH__________(填“增大”、“减小”或“不变”)；
（5）溶液中H+由___________区向__________区移动（填“正极”或“负极”）。

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