Question

12．工業(yè)上采用的一種污水處理方法是：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．某科研小組用此法處理污水，設計裝置示意圖，如圖所示：

（1）實驗時若污水中離子濃度較小，導電能力較差，無法使懸浮物形成浮渣．此時，應向污水中    加入適量的C
A．BaSO₄     B．CH₃CH₂OH        C．Na₂SO₄        D．NaOH
（2）電解池陽極發(fā)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：①Fe-2e^-=Fe²⁺
②4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
（3）電極反應①和②的生成物反應得到Fe（OH）₃沉淀的離子方程式是：4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺
（4）該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．已知負極的電極反應是CH₄+4CO₃^2--8e^-═5CO₂+2H₂O．則正極的電極反應是：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-
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，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：CO₂．

Answer 1

分析 （1）能使導電能力增強的電解質必須是易溶于水的，且只能是中性的；
（2）活潑金屬電極做電解池的陽極時，則電極本身放電，因為其中一個反應生成一種無色氣體，說明氫氧根離子放電生成氧氣；
（3）二價鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到正三價；
（4）正極發(fā)生還原反應，電極反應式為：O₂+4e^-+2CO₂═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．

解答 解：（1）保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe（OH）₃沉淀時，加入的使導電能力增強的電解質必須是可溶于水的、顯中性的鹽，故答案為：C；  
（2）活潑金屬電極做電解池的陽極時，則電極本身放電，為Fe-2e^-=Fe²⁺，因為其中一個反應生成一種無色氣體，說明氫氧根離子放電生成氧氣，所以電極反應式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（3）二價鐵離子具有還原性，能被氧氣氧化到正三價，4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺，故答案為：4Fe²⁺+10H₂O+O₂=4Fe（OH）₃↓+8H⁺； 
（4）正極發(fā)生還原反應，電極反應式為：O₂+4e^-+2CO₂═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，
故答案為：O₂+4e^-+2CO₂═2CO₃^2-；CO₂．

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．