工业上采用的一种污水处理方法如下:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用该原理处理污水,设计装置示意图如图所示。
(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时应向污水中加入适量的 。
a.H2SO4 b.CH3CH2OH c.Na2SO4
d.NaOH e.BaSO4
(2)电解池阳极实际发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是Ⅰ. ;Ⅱ. 。
(3)该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图)。A物质的化学式是 。
(4)已知燃料电池中有1.6 g CH4参加反应,则C电极理论上生成气体 L(标准状况)。
(1)c (2)Fe-2e-Fe2+ 4OH--4e-
O2↑+2H2O (3)CO2 (4)8.96
H2SO4显酸性、CH3CH2OH是非电解质、NaOH显碱性、BaSO4不溶于水;Na2SO4是强电解质显中性,电解时Na+、S均不放电,只有c符合;(2)乙装置通入空气的电极为原电池正极,所以甲装置Fe为阳极,铁失电子,由生成一种无色气体可知还生成氧气,所以还有OH-失电子;(3)由乙中电解质可知,甲烷燃烧生成CO2和H2O,所以A为CO2,在正极发生电极反应式为O2+4e-+2CO2
2C
;(4)首先标化合价看化合价变化:
H4→
O2,0.1 mol CH4转移0.8 mol电子,C电极反应为2H++2e-
H2↑,所以生成n(H2)="0.4" mol