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14.人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法正确的是(  )
A.该过程可以实现太阳能与电能的直接转换
B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生
C.催化剂b附近酸性增强,催化剂a附近酸性减弱
D.催化剂a表面的反应是CO2+2H++2e-═HCOOH

分析 根据装置图中电子的流向,判断催化剂a为负极电极反应:2H2O-4 e-═O2+4H+,酸性增强;催化剂b为正极,电极反应:CO2+2H++2e-═HCOOH,酸性减弱,总的电池反应为2H2O+2CO2═2 HCOOH+O2,该过程把太阳能转化为化学能.

解答 根据装置图中电子的流向,判断催化剂a为负极电极反应:2H2O-4 e-═O2+4H+,酸性增强;催化剂b为正极,电极反应:CO2+2H++2e-═HCOOH,酸性减弱,总的电池反应为2H2O+2CO2═2 HCOOH+O2,该过程把太阳能转化为化学能,
A、过程中是光合作用,太阳能转化为化学能,故A错误;
B、催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生,故B正确;
C、催化剂a附近酸性增强,催化剂b附近酸性条件下生成弱酸,酸性减弱,故C错误;
D、催化剂b表面的反应是通入二氧化碳,酸性条件下生成HCOOH,电极反应为:CO2+2H++2e═HCOOH,故D错误;
故选B.

点评 本题考查了能量转化关系的分析应用,原电池原理的分析判断,题目难度中等.

练习册系列答案
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4.常温下,将FeCl3溶液和KI溶液混合,发生如下反应:
2Fe3++2I-?2Fe2++I2
某研究小组为了证明FeCl3溶液和KI溶液的反应存在一定限度,设计了如下实验:取5mL 0.1mol•L-1 KI溶液,滴加0.1mol•L-1 FeCl3溶液5~6滴,充分反应后溶液呈黄褐色,加入2mLCCl4溶液,振荡后静置,取上层溶液,滴加KSCN试剂,观察实验现象.
根据以上信息回答下列问题:
(1)能够证明反应存在限度的现象是上层溶液呈血红色,加入四氯化碳的作用是萃取碘单质,排除对后续实验颜色观察的干扰.
(2)甲同学按上述步骤进行实验,结果并未观察到预期现象,推测可能原因是反应后溶液中Fe3+浓度过低.为此,甲又做了下列对比实验,实验结果记录如下:
氯化铁溶液用量10滴20滴30滴2mL3mL4mL
萃取后上层溶液颜色黄色黄色黄色较深黄色黄色略带红色黄红色
加入KSCN溶液后颜色不变红不变红略变红偏血红色血红色血红色
分析实验记录,甲认为导致Fe3+浓度过低的原因是加入氯化铁的量过少,导致铁离子浓度过小;乙同学结合平衡移动的知识,认为还有一个原因是用四氯化碳萃取碘,促进平衡正向移动,导致铁离子浓度过小.
(3)现将反应2Fe3++2I-?2Fe2++I2设计成图所示的原电池

①能说明反应达到平衡的标志是ad(填序号).
a.电流计读数为零            b.电流计指针不再偏转且不为零
c.电流计指针偏转角度最大    d.甲烧杯中溶液颜色不再改变
②反应达平衡后,向甲中加入适量FeCl2固体,此时甲(填“甲”或“乙”)中石墨电极为负极,对应的电极反应方程式为2Fe2+-2e-=2Fe3+

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