電化學(xué)原理被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的許多方面，利用電解法脫除煤中的含硫物質(zhì)（主要是FeS₂）的原理如圖1所示。

（1）陰極石墨棒上有無色氣體產(chǎn)生，該氣體是

H₂

H₂

。
（2）陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

Fe²⁺-e^?═Fe³⁺

Fe²⁺-e^?═Fe³⁺

。
（3）補(bǔ)全脫硫反應(yīng)方程式：FeS₂+

14Fe³⁺

14Fe³⁺

+

8H₂O

8H₂O

═SO₄^2?+

15Fe²⁺

15Fe²⁺

+

16H⁺

16H⁺

。
（4）相同反應(yīng)時(shí)間，F(xiàn)eCl₃對(duì)脫硫率的影響如圖2所示。

①電解脫硫過程中，F(xiàn)eCl₃的作用是催化劑，結(jié)合簡(jiǎn)單碰撞理論說明使用FeCl₃能加快反應(yīng)速率的原因

催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低FeS₂直接在電極放電反應(yīng)的活化能，增大單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子的數(shù)目，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率增大

催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低FeS₂直接在電極放電反應(yīng)的活化能，增大單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子的數(shù)目，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率增大

。
②FeCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.5%時(shí)，脫硫率隨FeCl₃濃度的增大而下降，解釋原因

隨著FeCl₃濃度的增大，可能發(fā)生Fe³⁺在陰極放電或者Cl^?在陽(yáng)極放電等副反應(yīng)，導(dǎo)致與FeS₂反應(yīng)的Fe³⁺濃度減小，脫硫率降低；或隨著FeCl₃濃度的增大，平衡Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺正向移動(dòng)，產(chǎn)生更多Fe（OH）₃ 膠體，導(dǎo)致煤漿聚沉，脫硫率降低

隨著FeCl₃濃度的增大，可能發(fā)生Fe³⁺在陰極放電或者Cl^?在陽(yáng)極放電等副反應(yīng)，導(dǎo)致與FeS₂反應(yīng)的Fe³⁺濃度減小，脫硫率降低；或隨著FeCl₃濃度的增大，平衡Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺正向移動(dòng)，產(chǎn)生更多Fe（OH）₃ 膠體，導(dǎo)致煤漿聚沉，脫硫率降低

。
（5）研究發(fā)現(xiàn)，電解時(shí)若電壓過高，陽(yáng)極有副反應(yīng)發(fā)生，造成電解效率降低。電解效率η的定義：

η

（

B

）

=

n

（

生成

B

所用的電子

）

n

（

通過電極的電子

）

×

100

%

。某電壓下電解100mL煤漿-FeCl₃-H₂SO₄混合液，煤漿中除FeS₂外不含其它含硫物質(zhì)，混合液中H₂SO₄濃度為0.01mol?L^-1，F(xiàn)eCl₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%。當(dāng)陰極收集到224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時(shí)（陰極無副反應(yīng)發(fā)生），測(cè)得溶液中c（SO₄^2-）=0.02mol?L^-1，η（SO₄^2-）=

35%

35%

（忽略電解前后溶液的體積變化）。
（6）綜上，電解法脫硫的優(yōu)點(diǎn)有

脫硫速率快、Fe³⁺可循環(huán)利用，制取高純H₂等

脫硫速率快、Fe³⁺可循環(huán)利用，制取高純H₂等

（寫出兩點(diǎn)）。