太陽能光解水制備的 H2和化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫，可實現(xiàn)資源的再利用。
（1）半導體光催化劑浸入水或電解質(zhì)溶液中，光照時可在其表面得到產(chǎn)物。
①該催化劑在水中發(fā)生光催化反應的原理如圖1所示。用簡潔的語言描述光解水的過程：半導體光催化劑在光照條件下產(chǎn)生光生電子和光生空穴，H+被光生電子還原為氫氣，OH-被光生空穴氧化為氧氣半導體光催化劑在光照條件下產(chǎn)生光生電子和光生空穴，H+被光生電子還原為氫氣，OH-被光生空穴氧化為氧氣。
②若將該催化劑置于 AgNO3溶液中，產(chǎn)物之一為 O2，另一產(chǎn)物為 AgAg。
（2）化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的 Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe+2H2O+2OH- 電解 FeO2-4+3H2↑。工作原理如圖2所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeO2-4，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。
①電解過程中須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因是 防止Na2FeO4被H2還原，降低Na2FeO4的產(chǎn)率防止Na2FeO4被H2還原，降低Na2FeO4的產(chǎn)率。
②c（Na2FeO4）隨初始c（NaOH）的變化如圖3。M、N 兩點的 c（Na2FeO4）均低于最高值的原因是 M點，c（NaOH）低，Na2FeO4的穩(wěn)定性較差，反應速率慢，使Na2FeO4的產(chǎn)率降低，N點c（NaOH）高，鐵電極有氫氧化鐵生成，使Na2FeO4的產(chǎn)率降低M點，c（NaOH）低，Na2FeO4的穩(wěn)定性較差，反應速率慢，使Na2FeO4的產(chǎn)率降低，N點c（NaOH）高，鐵電極有氫氧化鐵生成，使Na2FeO4的產(chǎn)率降低。
電解
F
e
O
2
-
4
F
e
O
2
-
4
【考點】電解原理；常見的能量轉(zhuǎn)化形式．
【答案】半導體光催化劑在光照條件下產(chǎn)生光生電子和光生空穴，H+被光生電子還原為氫氣，OH-被光生空穴氧化為氧氣；Ag；防止Na2FeO4被H2還原，降低Na2FeO4的產(chǎn)率；M點，c（NaOH）低，Na2FeO4的穩(wěn)定性較差，反應速率慢，使Na2FeO4的產(chǎn)率降低，N點c（NaOH）高，鐵電極有氫氧化鐵生成，使Na2FeO4的產(chǎn)率降低
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：55引用：2難度：0.7
相似題
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1．鈰（Ce）是鑭系金屬元素?？諝馕廴疚颪O通常用含Ce4+的溶液吸收，生成HNO2、
，再利用電解法將上述吸收液中的HNO2轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，同時生成Ce4+，其原理如圖所示。下列說法正確的是（ ?。?img alt="菁優(yōu)網(wǎng)" src="https://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202410/176/89289c6f.png" style="vertical-align:middle" />NO-3發(fā)布：2025/1/6 7:30:5組卷：129引用：7難度：0.7 -
2．（NH4）2S2O8電化學循環(huán)氧化法可用于廢水中苯酚的降解，示意圖如圖。
（1）（NH4）2S2O8的電解法制備。
已知：電解效率η的定義為η（B）=×100%。n（生成B所用的電子）n（通過電極的電子）
①電極b是極。
②生成S2的電極反應式是O2-8。
③向陽極室和陰極室各加入100mL溶液。制備S2的同時，還在電極b表面收集到2.5×10-4mol氣體，氣體是O2-8。經(jīng)測定η（S2）為80%，不考慮其他副反應，則制備的（NH4）2S2O8的物質(zhì)的量濃度為O2-8mol/L。
（2）苯酚的降解
已知：?具有強氧化性，F(xiàn)e2+性度較高時會導致SO-4?猝滅。S2SO-4可將苯酚氧化為CO2，但反應速率較慢。加入Fe2+可加快反應，過程為：O2-8
i.S2+Fe2+═O2-8+SO2-4?+Fe3+SO-4
ii.?將苯酚氧化SO-4
①?氧化苯酚的離子方程式是SO-4。
②將電解得到的含S2溶液稀釋后加入苯酚處理器，調(diào)節(jié)溶液總體積為1L，pH=1，測得在相同時間內(nèi)，不同條件下苯酚的降解率如圖。O2-8
用等物質(zhì)的量的鐵粉代替FeSO4，可明顯提高苯酚的降解率，主要原因是。
（3）苯酚殘留量的測定
已知：電解中轉(zhuǎn)移1mol電子所消耗的電量為F庫侖。
取處理后的水樣100mL，酸化后加入KBr溶液，通電。電解產(chǎn)生的Br2全部與苯酚反應，當苯酚完全反應時，消耗的電量為a庫侖，則樣品中苯酚的含量為g/L。（苯酚的摩爾質(zhì)量：94g/mol）發(fā)布：2024/12/30 11:30:1組卷：137引用：2難度：0.4 -
3．如圖所示，某同學設計一個甲醚（CH3OCH3）燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。
（1）通入氧氣的電極為極，寫出負極電極反應式。
（2）鐵電極為極，石墨電極（C）的電極反應式為。
（3）反應一段時間后，乙裝置中生成NaOH主要在（填“鐵極”或“石墨極”）區(qū)。
（4）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置中陽極上電極反應式為，反應一段時間，硫酸銅溶液濃度將（填“增大”、“減小”或“不變”）發(fā)布：2025/1/3 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.6
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