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