电催化还原CO2是当今资源化利用二氧化碳的重点课题,常用的阴极材料有有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。
(1)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意如图-1所示。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图-2所示。

①电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是 使阴极表面尽可能被CO2附着,减少析氢反应的发生(减少氢离子在阴极上放电的几率),提高含碳化合物的产率使阴极表面尽可能被CO2附着,减少析氢反应的发生(减少氢离子在阴极上放电的几率),提高含碳化合物的产率。
②控制电压为0.8V,电解时转移电子的物质的量为 2.82.8mol。
③科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究,其目的是 为确定阴极上生成的含碳化合物源自CO2而非有机多孔电极材料为确定阴极上生成的含碳化合物源自CO2而非有机多孔电极材料。
(2)一种铜基复合电极材料Au/Cu2O的制备方法:将一定量Cu2O分散至水与乙醇的混合溶液中,向溶液中逐滴滴加HAuCl4(一种强酸)溶液,搅拌一段时间后离心分离,得Au/Cu2O,溶液呈蓝色。写出Cu2O还原HAuCl4的离子方程式:3Cu2O+6H++2AuCl-4=2Au+6Cu2++3H2O+8Cl-3Cu2O+6H++2AuCl-4=2Au+6Cu2++3H2O+8Cl-。
(3)金属Cu/La复合电极材料电催化还原CO2制备甲醛和乙醇的可能机理如图-3所示。研究表明,在不同电极材料上形成中间体的部分反应活化能如图-4所示。
①X为 H++e-H++e-。在答题卡上相应位置补充完整虚线框内Y的结构。
②与单纯的Cu电极相比,利用Cu/La复合电极材料电催化还原CO2的优点是 加快了生成乙醇与甲醛的速率,提高了乙醇的选择性加快了生成乙醇与甲醛的速率,提高了乙醇的选择性。
A
u
C
l
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4
A
u
C
l
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4
【考点】电解原理.
【答案】使阴极表面尽可能被CO2附着,减少析氢反应的发生(减少氢离子在阴极上放电的几率),提高含碳化合物的产率;2.8;为确定阴极上生成的含碳化合物源自CO2而非有机多孔电极材料;3Cu2O+6H++2=2Au+6Cu2++3H2O+8Cl-;H++e-;加快了生成乙醇与甲醛的速率,提高了乙醇的选择性
A
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C
l
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【解答】
【点评】
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发布:2024/7/31 8:0:9组卷:203引用:4难度:0.2
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1.(NH4)2S2O8电化学循环氧化法可用于废水中苯酚的降解,示意图如图。
(1)(NH4)2S2O8的电解法制备。
已知:电解效率η的定义为η(B)=×100%。n(生成B所用的电子)n(通过电极的电子)
①电极b是
②生成S2的电极反应式是O2-8
③向阳极室和阴极室各加入100mL溶液。制备S2的同时,还在电极b表面收集到2.5×10-4mol气体,气体是O2-8)为80%,不考虑其他副反应,则制备的(NH4)2S2O8的物质的量浓度为O2-8
(2)苯酚的降解
已知:•具有强氧化性,Fe2+性度较高时会导致SO-4•猝灭。S2SO-4可将苯酚氧化为CO2,但反应速率较慢。加入Fe2+可加快反应,过程为:O2-8
i.S2+Fe2+═O2-8+SO2-4•+Fe3+SO-4
ii.•将苯酚氧化SO-4
①•氧化苯酚的离子方程式是SO-4
②将电解得到的含S2溶液稀释后加入苯酚处理器,调节溶液总体积为1L,pH=1,测得在相同时间内,不同条件下苯酚的降解率如图。O2-8
用等物质的量的铁粉代替FeSO4,可明显提高苯酚的降解率,主要原因是
(3)苯酚残留量的测定
已知:电解中转移1mol电子所消耗的电量为F库仑。
取处理后的水样100mL,酸化后加入KBr溶液,通电。电解产生的Br2全部与苯酚反应,当苯酚完全反应时,消耗的电量为a库仑,则样品中苯酚的含量为发布:2024/12/30 11:30:1组卷:165引用:3难度:0.4 -
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