题目内容

【题目】工业上采用的一种污水处理方法如下:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性,可吸附污物而沉积下来,有净化水的作用。某科研小组用该原理处理污水,设计的装置如图所示。下列说法正确的是

A.为了增加污水的导电能力,应向污水中加入适量的H2SO4溶液

B.为了使燃料电池乙长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时,循环的物质A为CO2

C.甲装置中Fe电极的反应为Fe-3e-=Fe3+

D.当乙装置中有1.6 g CH4参加反应时,C电极理论上生成气体的体积在标准状况下为4.48 L

【答案】B

【解析】

甲装置为电解池,乙装置为原电池,原电池工作时,通入甲烷的一极为负极,发生氧化反应,负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,通入氧气的一极为正极,发生还原反应,正极反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-,在电解池中,Fe电极为阳极,发生反应:Fe-2e-=Fe2+,C电极为阴极,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+,以此解答该题。

A. 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,为使导电能力增强可加入可溶于水的、显中性的盐,因为加入硫酸不能生成Fe(OH)3沉淀,A错误;

B. 电池是以熔融碳酸盐为电解质,负极反应式为:CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,正极反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-,可以循环利用的物质A是CO2,B正确;

C. 电解池中Fe为阳极,发生Fe-2e-=Fe2+,C错误;

D. 当乙装置中有1.6 g CH4参加反应时,1.6 g甲烷的物质的量是0.1mol,根据电极反应式CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O可知:0.1 mol甲烷参加反应时,有0.8 mol电子转移,阴极C电极的电极反应为:2H++2e-=H2↑,则根据同一闭合回路中电子转移数目相等,可知C电极上理论上生成气体在标准状况下V(H2)=0.4 mol×22.4 L/mol=8.96 L,D错误;

故合理选项是B。

练习册系列答案
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【题目】含氰根(CN)的废水必须经处理后排放。某电镀废水pH≈12,氰化物以CN、Cu(CN)32等形式存在(均以CN计),处理流程如下:

(1)HCN是一元弱酸,用离子方程式表示NaCN水溶液显碱性的原因:______。

(2)二次处理阶段,使用不同方法氧化。

①过硫酸钾(K2S2O8)氧化法:K2S2O8溶液将CN(N为-3价)氧化成毒性弱的CNO(N为-3价)。

Ⅰ.碱性溶液中S2O82在一定条件下氧化CN生成CNO和SO42的离子方程式是______。

Ⅱ.不同浓度的K2S2O8溶液对CN的去除率如图1。工业上选用浓度为1 mmol·L1

K2S2O8溶液,不用0.75 mmol·L1和2 mmol·L1的原因是______。

Ⅲ.研究CN的氧化去除机理。(文献中为碱性条件下的结论)

文献:a.没有Cu+,S2O82对CN没有去除效果。

b.S2O82和Cu+反应生成硫酸根自由基(SO4·)和CuO。

c.SO4·可能转变为羟基自由基(·OH)。

d.SO4· 、·OH均可将CN氧化为CNO。叔丁醇只可以使·OH失

去活性,乙醇可以使SO4· 、·OH均失去活性。

实验:相同条件下,向含Cu(CN)32的碱性废水中加入叔丁醇,CN的去除率没有影响;加入乙醇,CN的去除率降低50%。两种不同的CN的氧化去除机理如图2,结合文献和实验回答下列问题:

ⅰ.补全“机理一”_______________。

ⅱ.从“机理二”可看出CuO参与了去除CN,列举其证据:______。

②电解法:碱性环境中,在阳极发生两步反应,CN放电生成CNO,CNO再放电生成CO2和N2,第二步的阳极反应式是______。

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