利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一．某研究小组设计了如下图所示的循环系统实现光分解水制氢．反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供.反应体系中I2和Fe2+等可循环使用． (1)写出电解池A.电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式． (2)若电解池A中生成3.36 L H2.试计算电解池B中生成Fe2+的物质的量． (3)若循� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一．某研究小组设计了如下图所示的循环系统实现光分解水制氢．反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I₂和Fe²⁺等可循环使用．

(1)写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式．

(2)若电解池A中生成3.36 L H₂(标准状况)，试计算电解池B中生成Fe²⁺的物质的量．

(3)若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L^－1和b mol·L^－1，光催化反应生成Fe³⁺的速率为c mol·min^－1，循环系统中溶液的流量为Q(流量为单位时间内流过的溶液体积)．试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q．

答案：
解析：

　　答案：(1)电解池A：2H⁺＋2I^－H₂↑＋I₂

　　电解池B：4Fe³⁺＋2H₂OO₂↑＋4H⁺＋4Fe²⁺

　　光催化反应池：2Fe²⁺＋I₂2Fe³⁺＋2I^－

　　(2)0.300 mol

　　(3)Q＝c/(a－b)L·min^－1

　　解析：(1)电解池A：2H⁺＋2I^－H₂↑＋I₂

　　电解池B：4Fe³⁺＋2H₂OO₂↑＋4H⁺＋4Fe²⁺

　　光催化反应池：2Fe²⁺＋I₂Fe³⁺＋2I^－(在光照的条件下)

　　(2)n(H₂)＝3.36 L/22.4 L·mol^－1＝0.150 mol

转移电子的物质的量为n(e^－)＝2n(H₂)＝0.150 mol×2＝0.300 mol

　　因为电解池A、B是串联的，电路中转移的电子数目相等．所以，n(Fe²⁺)＝n(e^－)＝0.300 mol

　　(3)根据化学反应2Fe²⁺＋I₂2Fe³⁺＋2I^－，光催化反应生成I^－的速率v(I^－)＝v(Fe³⁺)＝c mol·min^－1，电解池A中消耗I^－的速率应等于光催化反应池中生成I^－的速率a mol·L^－1×Q－b mol·L^－1×Q＝c mol·min^－1，Q＝c/(a－b)L·min^－1

练习册系列答案

(1)写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。

(2)若电解池A中生成3.36 L H₂(标准状况)，试计算电解池B中生成Fe²⁺的物质的量。

(3)若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L^-1和b mol·L^-1，光催化反应生成Fe³⁺的速率为c mol·L^-1，循环系统中溶液的流量为Q(流量为单位时间内流过的溶液体积)。试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。

25.利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。某研究小组设计了如图所示的循环系统实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I₂和Fe²⁺等可循环使用。

⑴写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。

⑵若电解池A中生成3.36 L H₂（标准状况），试计算电解池B中生成Fe²⁺的物质的量。

⑶若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L^－¹和b mol·L^－¹，光催化反应生成Fe³⁺的速率为c mol·min^－¹，循环系统中溶液的流量为Q（流量为单位时间内流过的溶液体积）。试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。

利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。某研究小组设计了如图1-2-21图所示的循环系统，实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I₂和Fe²⁺等可循环使用。

图1-2-21

(1)写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。

(2)若电解池A中生成3.36 L H₂(标准状况)，试计算电解池B中生成Fe²⁺的物质的量。

(3)若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L^-1和b mol·L^-1，光催化反应生成Fe³⁺的速度为c mol·L^-1，循环系统中溶液的流量为Q(流量为单位时间内流过的溶液体积)。

试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。

利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。某研究小组设计了如下图所示的循环系统实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I₂和Fe³⁺等可循环使用。

(1)写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。
(2)若电解池A中生成3.36 L H₂(标准状况)，试计算电解池B中生成Fe²⁺的物质的量。
(3)若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L^-1和b mol·L^-1，光催化反应生成Fe³⁺的速率为c mol·L^-1，循环系统中溶液的流量为Q(流量为单位时间内流过的溶液体积)。试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。

(1)写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式。

(2)若电解池A中生成3.36 L H₂(标准状况)，试计算电解池B中生成Fe²⁺的物质的量。

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