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(chǎn)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。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水，設(shè)計(jì)裝置示意圖，如圖所示。

（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，無法使懸浮物形成浮渣。此時(shí)，可向污水中加入適量的            。

a．Na₂SO₄    b．H₂SO₄     c．NaOH    d．CH₃COOH   e．NaCl

（2）除污過程中污水池中陽離子將移向    極（填：“正”或“負(fù)”或“陰”或“陽”）。

（3）電解池陽極發(fā)生了兩個電極反應(yīng)，電極反應(yīng)式是

Ⅰ. Fe－2e^－＝Fe^2＋      Ⅱ.                                      。

（4）以上電解過程是以上圖右側(cè)的燃料電池為電源，該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。

①負(fù)極的電極反應(yīng)是                                            ；

②為了使該燃料電池長時(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)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。A物質(zhì)的電子式為          。

（5）實(shí)驗(yàn)過程中，若在陰極產(chǎn)生了44.8 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，則熔融鹽燃料電池消耗CH₄（標(biāo)準(zhǔn)狀況）         L。

 

Answer 1

【答案】

（1）ae （2分）  （2）陰（2分）（2）4OH^－- 4 e^－＝ 2H₂O＋O₂↑   （3分）

（3）①O₂＋2CO₂＋4e^－＝2CO₃^2－ （3分）②（2分）（4）11.2 （3分）

【解析】

試題分析：（1）為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，且要保持污水的pH在5.0～6.0之間，因此加入的使導(dǎo)電能力增強(qiáng)的電解質(zhì)必須是可溶于水的、顯中性的鹽，所以答案選ae。

（2）電解池中陽離子得到電子，向陰極移動。

（3）電解池中陽極失去電子，則另一個電極反應(yīng)式應(yīng)該是溶液中的OH^－放電，即4OH^－- 4 e^－＝ 2H₂O＋O₂↑。

（4）①料電池中，正極反應(yīng)一定是氧氣得到的電子的過程，該電池的電解質(zhì)是熔融碳酸鹽，所以電極反應(yīng)為O₂＋2CO₂＋4e^－＝2CO₃^2－。

②電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，可以循環(huán)利用的物質(zhì)只有二氧化碳。CO₂是含有共價(jià)鍵的共價(jià)化合物，電子式是。

（5）陰極的電極反應(yīng)為2H⁺＋2e^－＝H₂↑，陰極產(chǎn)生了44.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）即2mol的氫氣產(chǎn)生，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol。根據(jù)電池的負(fù)極電極反應(yīng)是CH₄＋4CO₃^2－－8e^－＝5CO₂＋2H₂O可知，當(dāng)轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)，消耗CH₄的物質(zhì)的量是0.5mol，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V＝nVm＝0.5mol×22.4L/mol＝11.2L。

考點(diǎn)：考查原電池和電解池的有關(guān)判斷、應(yīng)用和計(jì)算

點(diǎn)評：該題是高考中的常見題型，屬于綜合性試題的考查，對學(xué)生的思維能力提出了較高的要求，本題貼近高考，綜合性強(qiáng)，在注重對學(xué)生基礎(chǔ)知識鞏固和訓(xùn)練的同時(shí)，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)，意在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和創(chuàng)新思維能力。該題的關(guān)鍵是明確原電池和電解池的工作原理，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。