目前污水处理厂用新型高效絮凝剂碱式硫酸铁\(\rm{[Fe(OH)SO_{4}]}\)来处理水中的悬浮颗粒物,采用微生物燃料电池使水中的有机物变成二氧化碳,从而使污水得到净化.
I.工业上利用废铁屑\(\rm{(}\)含少量氧化铝、氧化铁等\(\rm{)}\)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图\(\rm{1}\):
已知:\(\rm{25℃}\)时部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的\(\rm{pH}\)见表:
沉淀物 | \(\rm{Fe(OH)_{3}}\) | \(\rm{Fe(OH)_{2}}\) | \(\rm{Al(OH)_{3}}\) |
开始沉淀 | \(\rm{2.3}\) | \(\rm{7.5}\) | \(\rm{3.4}\) |
完全沉淀 | \(\rm{3.2}\) | \(\rm{9.0}\) | \(\rm{4.4}\) |
回答下列问题:
\(\rm{(1)}\)加入少量\(\rm{NaHCO_{3}}\)的目的是调节\(\rm{pH}\)在 ______ 范围内,使溶液中 ______ 沉淀.
\(\rm{(2)}\)若沉淀完全时溶液中金属离子浓度为\(\rm{1.0×10^{-5}mol/L}\),则\(\rm{K_{sp}[Fe(OH)_{2}]=}\) ______ .
\(\rm{(3)}\)在实际生产中,反应\(\rm{②}\)常同时通入\(\rm{O_{2}}\)以减少\(\rm{NaNO_{2}}\)的用量,若标况下有\(\rm{33.6L}\) \(\rm{O_{2}}\)参与反应,则相当于节约\(\rm{NaNO_{2}}\)的物质的量为 ______ .
\(\rm{(4)}\)该生产碱式硫酸铁的工艺过程中存在的明显缺点是 ______ .
\(\rm{II.}\)微生物燃料电池是以微生物作催化剂,以有机污水为燃料,将有机污水中的化学能直接转化为电能的一种装置.
\(\rm{(5)}\)重庆大学研究出一种微生物燃料电池,可以将污水中的\(\rm{CH_{3}COO^{-}}\)处理掉,
其总反应为:\(\rm{2CH_{3}COOK+4H_{2}O+8K_{2}S_{2}O_{8}═4CO_{2}↑+7H_{2}SO_{4}+9K_{2}SO_{4}}\),写出该微生物
燃料电池负极的电极反应式 ______ .
\(\rm{(6)}\)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图\(\rm{2}\):
\(\rm{①}\)关于该电池的叙述,正确的有 ______
A.电池的正极反应为:\(\rm{O_{2}+2H_{2}O+4e^{-}═4OH^{-}}\)
B.在电池反应中,每消耗\(\rm{90}\)克葡萄糖,经外电路通过的电子数为\(\rm{12N_{A}}\)
C.该电池能够在高温下工作
D.放电过程中,\(\rm{H^{+}}\)从负极区向正极区迁移
\(\rm{②}\)化学需氧量\(\rm{(COD)}\)是重要的水质指标,其数值表示将\(\rm{1L}\)水中的有机物氧化为\(\rm{CO_{2}}\)、\(\rm{H_{2}O}\)所需消耗的氧气的质量\(\rm{.}\)利用微生物燃料电池来处理某些污水并进行发电,如果\(\rm{1L}\)废水中有机物\(\rm{(}\)折算成葡萄糖\(\rm{)}\)氧化所提供的化学能低于\(\rm{5.6kJ}\),就没有
发电的价值\(\rm{.}\)则适合用微生物燃料电池发电的污水,其\(\rm{COD}\)最低为 ______ \(\rm{mg/L}\).
\(\rm{(}\)已知葡萄糖的燃烧热为\(\rm{2800kJ/mol)}\)