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20.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O).下列说法正确的是(  )
A.该装置将化学能转化为光能和电能
B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移
C.每生成1mol O2,有44g CO2被还原
D.a电极的反应为:3CO2+18H+-18e-=C3H8O+5H2O

分析 A、该装置是电解池装置,是将电能转化为化学能;
B、与电源正极相连的是电解池的阳极,负极相连的是电解池的阴极,a与电源负极相连,所以a是阴极,而电解池中氢离子向阴极移动;
C、电池总的方程式为:6CO2+8H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2C3H8O+9O2,即生成9mol的氧气,阴极有6mol的二氧化碳被还原,由此分析解答;
D、a与电源负极相连,所以a是负极阴极,电极反应式为:3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O.

解答 解:A、该装置是电解池装置,是将电能转化为化学能,所以该装置将光能和电能转化为化学能,故A错误;
B、a与电源负极相连,所以a是阴极,而电解池中氢离子向阴极移动,所以H+从阳极b极区向阴极a极区迁移,故B正确;
C、电池总的方程式为:6CO2+8H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2C3H8O+9O2,即生成9mol的氧气,阴极有6mol的二氧化碳被还原,也就是1mol的氧气,阴极有$\frac{2}{3}$mol的二氧化碳被还原,所以被还原的二氧化碳为29.3g,故C错误;
D、a与电源负极相连,所以a是阴极,发生还原反应,电极反应式为:3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O,故D错误;
故选B.

点评 本题考查电化学的相关知识,学生要清楚电解池的反应原理,阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应,以及离子的移动方向就可以迅速解题了,比较容易.

练习册系列答案
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6.NiSO4•6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等.可以电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得.工艺流程如图1:

请回答下列问题:
(1)用稀硫酸溶解废渣时,为了提高浸取率可采取的措施有加热或搅拌或增大硫酸浓度等(任写一点).
(2)向滤液中滴入适量的Na2S溶液,目的是除去Cu2+、Zn2+,写出除去Cu2+的离子方程式:Cu2++S2-═CuS↓.
(3)在40℃左右,用6%的H2O2氧化Fe2+,再在95℃时加入NaOH调节pH,除去铁和铬.此外,还常用NaClO3作氧化剂,在较小的pH条件下水解,最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na2Fe6(SO44(OH)12]沉淀除去.如图2是温度pH与生成的沉淀关系图,图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域[已知25℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39].下列说法正确的是cd(选填序号).
a.FeOOH中铁为+2价
b.若在25℃时,用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10-29 mol/L
c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+的离子方程式为6Fe2++ClO3-+6H+═6Fe3++Cl-+3H2O
d.工业生产中常保持在85~95℃生成黄铁矾钠,此时水体的pH为1.2~1.8
(4)上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是NiSO4
(5)确定步骤四中Na2CO3溶液足量,碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是上层清液呈无色.
(6)操作Ⅰ的实验步骤依次为(实验中可选用的试剂:6mol•L-1的H2SO4溶液、蒸馏水、pH试纸):
①过滤,并用蒸馏水洗净沉淀;
②向沉淀中加6 mol•L-1的H2SO4溶液,直至恰好完全溶解;
③蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得NiSO4•6H2O晶体;
④用少量乙醇洗涤NiSO4•6H2O晶体并晾干.
7.O3氧化海水中I-是大气中碘的主要来源.将O3通入稀硫酸酸化的NaI溶液中进行模拟研究,发生反应如下:
反应Ⅰ:O3+2I-+2H+=I2+O2+H2O
(1)用双线桥标示反应Ⅰ的电子转移情况
(2)I2可以继续与I-发生反应Ⅱ:I2(aq)+I-(aq)?I3-(aq)△H,为探究外在条件对I3-生成速率的影响,做了如下三组实验,完成表中的内容(表中不要留空格):
实验编号实验目的反应物温度反应前溶液的pH
A对照组O3+NaI+H2SO425℃5.2
B研究FeCl2对I3-生成速率的影响O3+NaI+H2SO4+FeCl225℃5.2
C研究温度对I3-生成速率的影响O3+NaI+H2SO45℃5.2
(3)用离子色谱仪测定I3-浓度随时间变化如图所示:
①反应Ⅱ的△H<0(填“>”“<”或“=”)
②实验B 10s内,I3-的生成速率为8.8×10-4mol/(L.s).
③实验B 18s后,I3-生成速率降低的主要原因是I-浓度降低.
(4)为进一步探究FeCl2对I3-生成速率的影响,提出合理假设,
假设一:Fe2+对反应起催化作用;
假设二:Cl-对反应起催化作用.
(5)请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论.
实验步骤及结论:取一定量NaI溶液,加入稀硫酸调节pH=5.2,将溶液均分为两份A和B,向A、B试管中分解加入等物质的量的FeSO4、Na2SO4固体少许,之后同时向两支试管中通入O3,用离子色谱仪测定10s后I3-浓度,若cA(I3-)>cB(I3-),说明假设一成立,若cA(I3-)=cB(I3-),则假设一不成立.

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