Question

【題目】工業(yè)上采用的一種污水處理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉積下來，有凈化水的作用。某科研小組用該原理處理污水，設(shè)計(jì)的裝置如圖所示。下列說法正確的是

A.為了增加污水的導(dǎo)電能力，應(yīng)向污水中加入適量的H2SO4溶液

B.為了使燃料電池乙長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時(shí)，循環(huán)的物質(zhì)A為CO2

C.甲裝置中Fe電極的反應(yīng)為Fe-3e-=Fe3+

D.當(dāng)乙裝置中有1.6 g CH4參加反應(yīng)時(shí)，C電極理論上生成氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為4.48 L

Answer 1

【答案】B

【解析】

甲裝置為電解池，乙裝置為原電池，原電池工作時(shí)，通入甲烷的一極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極電極反應(yīng)是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，通入氧氣的一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-=2CO32-，在電解池中，Fe電極為陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)：Fe-2e-=Fe2+，C電極為陰極，陰極的電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，二價(jià)鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到正三價(jià)，4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+，以此解答該題。

A. 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(shí)，為使導(dǎo)電能力增強(qiáng)可加入可溶于水的、顯中性的鹽，因?yàn)榧尤肓蛩岵荒苌��?/span>Fe(OH)3沉淀，A錯(cuò)誤；

B. 電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，負(fù)極反應(yīng)式為：CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-=2CO32-，可以循環(huán)利用的物質(zhì)A是CO2，B正確；

C. 電解池中Fe為陽(yáng)極，發(fā)生Fe-2e-=Fe2+，C錯(cuò)誤；

D. 當(dāng)乙裝置中有1.6 g CH4參加反應(yīng)時(shí)，1.6 g甲烷的物質(zhì)的量是0.1mol，根據(jù)電極反應(yīng)式CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O可知：0.1 mol甲烷參加反應(yīng)時(shí)，有0.8 mol電子轉(zhuǎn)移，陰極C電極的電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，則根據(jù)同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，可知C電極上理論上生成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(H2)=0.4 mol×22.4 L/mol=8.96 L，D錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是B。