电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法: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
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电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法: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的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。 某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图如下。
请回答下列问题。 (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.BaSO4 c.Na2SO4 d.NaOH e.CH3CH2OH (2)电解池阳极的电极反应分别是:①__________;②4OH--4e-=2H2O+O2↑。 (3)电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是________________。 (4)该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4+4CO32—-8e-=5CO2+2H2O。 ①正极的电极反应是____________________________________________。 ②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(见装置示意图)。A物质的化学式是____________________________________________________________。 (5)实验过程中,若在阴极产生了44.8 L(标准状况)气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)________________________________________________L。 |
答案
(1)c (2)Fe-2e-=Fe2+ (3)4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+ (4)①O2+2CO2+4e-=2CO32—(2O2+4CO2+8e-=4CO32—) ②CO2 (5)11.2 |
解析
(1)BaSO4难溶、CH3CH2OH是非电解质,显然不行;H2SO4、NaOH对溶液酸碱性影响较大,不符合“保持污水的pH在5.0~6.0之间”的要求。(3)Fe2+可以被氧气氧化,欲生成Fe(OH)3,一定要有水的参与。(4)总反应为甲烷被氧化生成CO2和H2O,减去负极反应即得正极反应式。负极产生5 mol CO2,其中4 mol CO2可被循环利用,在正极参与反应。(5)阴极产生的气体为H2,气体为44.8 L时,转移4 mol电子,消耗甲烷0.5 mol,即11.2 L。 |
举一反三
AlAg2O电池是一种可用作水下动力的优良电源,其原理如图所示。该电池工作时总反应式为2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O,则下列说法错误的是( )。
A.工作时正极发生还原反应 | B.当电极上生成1.08 g Ag时,电路中转移的电子为0.01 mol | C.Al电极的反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O | D.工作时电解液中的Na+透过隔膜移向Al电极 |
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甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。 Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=206.0 kJ·mol-1 Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-129.0 kJ·mol-1 (1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为______________________________________________________。 (2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应Ⅰ,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如右图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为________。 ②100 ℃时反应Ⅰ的平衡常数为________。 (3)在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是________(填字母序号)。A.c(H2)减少 | B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 | C.CH3OH 的物质的量增加 | D.重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小 | E.平衡常数K增大 (4)写出甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式:__________________________________________________。
(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置模拟上述过程: ①写出阳极电极反应式____________________________。 ②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________。 |
CO无色无味有毒,世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理如图所示,该装置中电解质为氧化钇—氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是( )
A.负极的电极反应式为CO+O2--2e-=CO2 | B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b | C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b | D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高 |
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研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。电池以金属锂和钢板为电极材料,LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的说法正确的是( )A.钢板为正极,发生还原反应 | B.放电时电子的流向:正极→导线→负极 | C.放电时OH-向正极移动 | D.总反应为:2Li+2H+2Li++H2↑ |
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将如图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是( )
A.Ag电极上发生氧化反应 | B.盐桥中N向Zn电极移动 | C.电子沿Zn→a→b→Ag路径流动 | D.片刻后可观察到滤纸a点变蓝 |
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