Question

工業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．某科研小組用該原理處理污水，設計裝置示意圖如圖所示．
（1）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．此時應向污水中加入適量的

 

 
a．HCl  b．CH₃CH₂OH    c．Na₂SO₄   d． NaOH
②電解池陽極實際發生了兩個電極反應，其中一個反應生成一種無色氣體，則陽極的電極反應式分別是
I．

 

； II．

 

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

 

；
（3）上述燃料電池中有1.6g CH₄參加反應，則轉移的電子數為

 

．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）從所加入物質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；根據電極材料和離子的放電順序考慮；
（2）燃料電池中，正極發生的反應是氧氣得電子被還原的過程；
（3）電池是以熔融碳酸鹽為電解質，負極的電極反應是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，據此計算回答．

解答： 解：（1）①為了增強溶液的導電性，因此可選用易溶性強電解質溶液，排除B，考慮到題中要求電解時保持污水的pH在5.0～6.0之間，因此不能添加NaOH，鹽酸會和Fe（OH）₃反應，不能使用，故答案為：c；
②電解時鐵作陽極，因此主要發生Fe-2e^-=Fe²⁺，同時也發生副反應，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，正極反應一定是氧氣得電子，該電池的電解質環境是熔融碳酸鹽，所以電極反應為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，故答案為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
（3）負極的電極反應是CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，1.6g 即0.1molCH₄參加反應負極上轉移的電子的物質的量為0.8mol，轉移的電子數為0.8N_A，故答案為：0.8N_A．

點評：本題考查原電池和電解池的知識，較為綜合，做題時注意利用守恒的思考去解答，同時注意電極反應式的書寫．