Question

工業上采用的一種污水處理方法是：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)₃沉淀。Fe(OH)₃有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用。某科研小組用此法處理污水，設計裝置示意圖，如圖所示。

（1）實驗時若污水中離子濃度較小，導電能力較差，無法使懸浮物形成浮渣。此時，應向污水中加入適量的________。

A．BaSO4

B．CH3CH2OH

C．Na2SO4

D．NaOH

（2）電解池陽極發生了兩個電極反應，其中一個反應生成一種無色氣體，則陽極的電極反應式分別是：
①___________________________________________________；
②___________________________________________________。
（3）電極反應①和②的生成物反應得到Fe(OH)₃沉淀的離子方程式是__________            ____。
（4）該燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質，CH₄為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料做電極。已知負極的電極反應是CH₄ +4CO₃^2－－8e^－=5CO₂+2H₂O。則正極的電極反應是                       。為了使該燃料電池長時間穩定運行，電池的電解質組成應保持穩定，此電池工作時必須有部分A物質參加循環,則A物質的化學式是_________。

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）

解析試題分析：（1）保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe（OH）₃沉淀時，加入的使導電能力增強的電解質必須是可溶于水的、顯中性的鹽，故答案為：c；（2）活潑金屬電極做電解池的陽極是，則電極本身放電，故答案為：Fe﹣2e^﹣=Fe²⁺；（3）二價鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到正三價，4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺，故答案為：4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺； （4）①料電池中，正極反應一定是氧氣的電子的過程，該電池的電解質環境是熔融碳酸鹽，所以電極反應為：O₂+2CO₂+4e^﹣=2CO₃^2﹣ （或2O₂+4CO₂+8e^﹣=4CO₃^2﹣），故答案為：O₂+2CO₂+4e^﹣=2CO₃^2﹣ （或2O₂+4CO₂+8e^﹣=4CO₃^2﹣）； ②電池是以熔融碳酸鹽為電解質，可以循環利用的物質只有二氧化碳，故答案為：CO₂；
考點：本題考查燃料電池的工作原理和原電池和電解池串聯的綜合知識，難度較大。