Question

電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法：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．陰極產生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去（或撇掉）浮渣層，即起到了浮選凈化的作用．某科研小組用電浮選凝聚法處理污水，設計裝置如圖所示：
（1）電解池陽極的電極反應分別是：①

 

；②4OH-4e^-=2H₂O+O₂↑．
（2）熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質，以CH₄為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料為電極．已知負極的電極反應是：CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O．
①正極的電極反應是

 

．
②為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質組成應保持穩(wěn)定．為此電池工作時必須有部分A物質參加循環(huán)．則A物質的化學式是

 

．
（3）實驗過程中，若在陰極產生了44.8L（標準狀況）氣體，則熔融鹽燃料電池消耗CH₄（標準狀況）

 

 L．

Answer 1

考點：電解原理

專題：

分析：（1）活潑金屬電極做電解池的陽極是，則電極本身放電；
（2）①燃料電池中，正極發(fā)生的反應一定是氧氣得電子的過程；
②電池是以熔融碳酸鹽為電解質，可以循環(huán)利用的物質只有二氧化碳；
（3）在燃料電池和電解池的串聯電路中，轉移的電子數目是相同的．

解答： 解：（1）活潑金屬電極做電解池的陽極，通甲烷的一端是原電池的正極，連接的鐵做電解池的陽極，所以鐵電極本身放電；，電極反應為：Fe-2e^-=Fe²⁺；故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）①燃料電池中，正極發(fā)生的反應一定是氧氣得電子的過程，該電池的電解質環(huán)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(huán)利用的物質只有二氧化碳（CO₂），故答案為：CO₂；
（3）陰極的電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，陰極產生了44.8L（標準狀況）即2mol的氫氣產生，所以轉移電子的物質的量為4mol，根據電池的負極電極反應是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，當轉移0.1mol電子時，消耗CH₄（標準狀況）的體積V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案為：11.2．

點評：本題考查了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．