Question

12．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，某研究小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如图所示，下列说法正确的是（　　）

• A． 装置A中碳棒为阴极
• B． 污水中加入适量的硫酸钠，可增强溶液的导电性
• C． 装置B中通入空气的电极反应是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
• D． 标准状况下，若A装置中产生44.8 L气体，则理论上B装置中要消耗CH₄11.2L

Answer 1

分析 B能自发的进行氧化还原反应，为原电池，通入甲烷的电极为负极，发生氧化反应，负极电极反应是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，通入空气的一极为正极，发生还原反应，正极反应为O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
A有外接电源，属于电解池，电解池中Fe和碳棒为阳极，发生Fe-2e^-=Fe²⁺，Al为阴极，阴极的电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，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⁺，据此分析解答．

解答 解：B能自发的进行氧化还原反应，为原电池，通入甲烷的电极为负极，发生氧化反应，负极电极反应是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，通入空气的一极为正极，发生还原反应，正极反应为O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
A有外接电源，属于电解池，电解池中Fe和碳棒为阳极，发生Fe-2e^-=Fe²⁺，Al为阴极，阴极的电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，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⁺，
A．通过以上分析知，A中碳棒连接原电池正极，为电解池阳极，故A错误；
B．离子浓度越大，溶液导电性越强，纯水中离子浓度很小，加入硫酸钠后溶液中离子浓度大，且不参加反应，所以能起到增强导电性作用，故B正确；
C．B中电解质为熔融碳酸盐，所以正极反应式为O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，故C错误；
D．A装置中阴极的电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，阴极产生了44.8L（标准状况）即2mol的气体产生，但是碳棒为阳极，阳极上还可以生成氧气，所以参加反应的甲烷大于11.2L，故D错误；
故选B．

点评 本题考查原电池和电解池原理，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确原电池和电解池区别、各个电极上发生的反应、转移电子守恒是解本题关键，易错选项是CD，注意A中碳棒上也可能生成气体，难点是电极反应式的书写，要结合电解质特点书写，题目难度中等．