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（a、b、c、d均为惰性电极）。反应过程中所需的电能由太阳能光电

Question

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（a、b、c、d均为惰性电极）。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I ₂ 和Fe ³⁺ 等可循环使用。下列说法正确的是

A．电极M为光电池的正极

B．d的电极反应式为2H ₂ O + 4e ^- = 4H ⁺ + O ² ↑

C．光催化反应池中反应的离子方程式为2Fe ³⁺ + 2I ^- 2Fe ²⁺ + I ₂

D．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Fe ³⁺ 的速率为c mol·min ^-1 ，则循环系统中溶液的流量为 L·mol ^-1

Answer 1

D

电解池的阳极阴离子放电，发生氧化反应，阴极阳离子放电，发生还原反应。从电解池A的产物可以推断出：a极是阴极，因此光电池M极是负极，故A错；因为A、B 电池串联，b、c相连，均是阳极，则d是阴极，在d电极上发生：Fe ³⁺ +e ^- = Fe ²⁺ ，故B错；光催化反应池中反应的离子方程式应为2Fe ²⁺ + I ₂ 2Fe ³⁺ + 2I ^- ，故C错；光催化反应生成I-的速率υ(I ^- )=υ(Fe ³⁺ )="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，则有：a mol·L ^{－ 1} ×Q－b mol·L ^{－ 1} ×Q=" c" mol·min ^{－ 1} 即
故D正确。