Question

利用太陽光分解水制氫是未來解決能源危機的理想方法之一。某研究小組設計了如圖所示的循環系統實現光分解水制氫（a、b、c、d均為惰性電極）。反應過程中所需的電能由太陽能光電池提供，反應體系中I₂ 和Fe³⁺ 等可循環使用。下列說法正確的是

A．電極M為光電池的正極

B．d的電極反應式為2H2O + 4e- = 4H+ + O2↑

C．光催化反應池中反應的離子方程式為2Fe3++ 2I-2Fe2+ + I2

D．若循環系統處于穩定工作狀態時，電解池A中流入和流出的HI濃度分別為a mol·L-1和b mol·L-1，光催化反應生成Fe3+ 的速率為c mol·min-1，則循環系統中溶液的流量為L·mol -1

Answer 1

D

電解池的陽極陰離子放電，發生氧化反應，陰極陽離子放電，發生還原反應。從電解池A的產物可以推斷出：a極是陰極，因此光電池M極是負極，故A錯；因為A、B 電池串聯，b、c相連，均是陽極，則d是陰極，在d電極上發生：Fe³⁺ +e^- = Fe²⁺，故B錯；光催化反應池中反應的離子方程式應為2Fe²⁺ + I₂2Fe³⁺ + 2I^-，故C錯；光催化反應生成I-的速率υ(I^-)=υ(Fe³⁺)="c" mol·min^－1。電解池A中消耗I^－的速率應等于光催化反應池中生成I^－的速率，則有：a mol·L^－1×Q－b mol·L^－1×Q=" c" mol·min^－1即
故D正確。