Question

5．電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，通過電解污水最終生成的Fe（OH）₃吸附污物而沉積下來，達到凈水的目的．陰極產生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，除去浮渣層，即起到了浮選凈化的作用，某科研小組利用上述原理，設計出如圖所示的裝置．
（1）實驗時若污水中離子濃度較小，導電能力較差，產生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣．此時最好向污水中加入適量的b（填字母）．
a．H₂SO₄  B．Na₂SO₄  C．CuSO₄ D．CH₃CH₂OH
（2）該燃料電池是以熔融酸鹽為電解質，通入空氣的電極稱為正極，電池工作時必須有A物質參加循環(huán)（如圖），A的化學式是CO₂．該電池的負極反應式為CH₄-8e^-+4CO₃^2-=5CO₂+2H₂O．
（3）電解池陽極反應式是Fe-2e^-=Fe²⁺，電解生成的固體產物是Fe（OH）₂（填化學式）．該產物最終轉變成Fe（OH）₃的化學方程式是4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）溶液導電能力較差，增大溶液中的離子濃度可以提高導電性，所以要加入不參與電解的物質；
（2）燃燒電池中，氧氣在正極得電子，負極上甲烷失電子生成二氧化碳；
（3）陽極上Fe失電子生成亞鐵離子，陰極上水電離的氫離子得電子生成氫氣，同時生成氫氧根離子，亞鐵離子與氫氧根離子結合生成Fe（OH）₂，Fe（OH）₂被氧氣氧化為Fe（OH）₃．

解答 解：（1）溶液導電能力較差，增大溶液中的離子濃度可以提高導電性，所以要加入不參與電解的物質，
a．沉降的原理是堿性環(huán)境下，讓鐵離子沉淀，若加入硫酸，則鐵離子不會產生沉淀，無法達到實驗目的，故a錯誤；
B．Na₂SO₄ 電解時不參加反應，對產物氫氧化鐵無影響，能提高導電性，故b正確；
C．加CuSO₄ 電解時銅離子會參加反應，故c錯誤；
D．CH₃CH₂OH是非電解質，不能提高導電性，故d錯誤；
故答案為：b；
（2）料電池中，正極反應一定是氧氣得電子，該電池的電解質環(huán)境是熔融碳酸鹽，所以正極反應為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；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；負極上甲烷失電子生成二氧化碳，則負極電極反應是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；
故答案為：正； CO₂；CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O；
（3）陽極上Fe失電子生成亞鐵離子，其電極方程式為：Fe-2e^-=Fe²⁺，陰極上水電離的氫離子得電子生成氫氣，同時生成氫氧根離子，亞鐵離子與氫氧根離子結合生成Fe（OH）₂，則電解生成的固體產物是Fe（OH）₂，Fe（OH）₂被氧氣氧化為Fe（OH）₃，反應的方程式為 4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃；
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；Fe（OH）₂； 4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂=4Fe（OH）₃．

點評 本題考查了電解原理的應用、鐵的化合物的性質，題目難度中等，側重于考查學生的分析能力和對基礎知識的綜合應用能力，注意把握電極放方程式的書寫．