Question

【題目】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具有吸附性，可吸附污物而沉積下來，有凈化水的作用。某科研小組用該原理處理污水，設計的裝置如圖所示。下列說法正確的是

A.為了增加污水的導電能力，應向污水中加入適量的H2SO4溶液

B.為了使燃料電池乙長時間穩定運行，電池的電解質組成應保持穩定，電池工作時，循環的物質A為CO2

C.甲裝置中Fe電極的反應為Fe-3e-=Fe3+

D.當乙裝置中有1.6 g CH4參加反應時，C電極理論上生成氣體的體積在標準狀況下為4.48 L

Answer 1

【答案】B

【解析】

甲裝置為電解池，乙裝置為原電池，原電池工作時，通入甲烷的一極為負極，發生氧化反應，負極電極反應是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，通入氧氣的一極為正極，發生還原反應，正極反應為O2+2CO2+4e-=2CO32-，在電解池中，Fe電極為陽極，發生反應：Fe-2e-=Fe2+，C電極為陰極，陰極的電極反應為：2H++2e-=H2↑，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+，以此解答該題。

A. 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，為使導電能力增強可加入可溶于水的、顯中性的鹽，因為加入硫酸不能生成Fe(OH)3沉淀，A錯誤；

B. 電池是以熔融碳酸鹽為電解質，負極反應式為：CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，正極反應為O2+2CO2+4e-=2CO32-，可以循環利用的物質A是CO2，B正確；

C. 電解池中Fe為陽極，發生Fe-2e-=Fe2+，C錯誤；

D. 當乙裝置中有1.6 g CH4參加反應時，1.6 g甲烷的物質的量是0.1mol，根據電極反應式CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O可知：0.1 mol甲烷參加反應時，有0.8 mol電子轉移，陰極C電極的電極反應為：2H++2e-=H2↑，則根據同一閉合回路中電子轉移數目相等，可知C電極上理論上生成氣體在標準狀況下V(H2)=0.4 mol×22.4 L/mol=8.96 L，D錯誤；

故合理選項是B。