Question

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(guò)電解生成Fe（OH）₃．Fe（OH）₃有吸附性，可吸附污物而沉積下來(lái)，具有凈化水的作用．陰極產(chǎn)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．某科研小組用該原理處理污水，設(shè)計(jì)裝置示意圖如圖所示．
（1）①實(shí)驗(yàn)時(shí)若污水中離子濃度較小，導(dǎo)電能力較差，產(chǎn)生氣泡速率緩慢，無(wú)法使懸浮物形成浮渣．此時(shí)應(yīng)向污水中加入適量的

 

 
a．HCl  b．CH₃CH₂OH    c．Na₂SO₄   d． NaOH
②電解池陽(yáng)極實(shí)際發(fā)生了兩個(gè)電極反應(yīng)，其中一個(gè)反應(yīng)生成一種無(wú)色氣體，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式分別是
I．

 

； II．

 

（2）某種燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，CH₄為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料做電極．正極的電極反應(yīng)是

 

；
（3）上述燃料電池中有1.6g CH₄參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）從所加入物質(zhì)能增大溶液離子濃度，并能保持污水的pH在5.0～6.0之間考慮；根據(jù)電極材料和離子的放電順序考慮；
（2）燃料電池中，正極發(fā)生的反應(yīng)是氧氣得電子被還原的過(guò)程；
（3）電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，負(fù)極的電極反應(yīng)是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，據(jù)此計(jì)算回答．

解答： 解：（1）①為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，因此可選用易溶性強(qiáng)電解質(zhì)溶液，排除B，考慮到題中要求電解時(shí)保持污水的pH在5.0～6.0之間，因此不能添加NaOH，鹽酸會(huì)和Fe（OH）₃反應(yīng)，不能使用，故答案為：c；
②電解時(shí)鐵作陽(yáng)極，因此主要發(fā)生Fe-2e^-=Fe²⁺，同時(shí)也發(fā)生副反應(yīng)，即溶液中的OH^-失電子被氧化生成O₂，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；
（2）料電池中，正極反應(yīng)一定是氧氣得電子，該電池的電解質(zhì)環(huán)境是熔融碳酸鹽，所以電極反應(yīng)為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，故答案為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
（3）負(fù)極的電極反應(yīng)是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，1.6g 即0.1molCH₄參加反應(yīng)負(fù)極上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.8mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.8N_A，故答案為：0.8N_A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池和電解池的知識(shí)，較為綜合，做題時(shí)注意利用守恒的思考去解答，同時(shí)注意電極反應(yīng)式的書寫．