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氢气是一种可持续发展的新能源和工业原料。利用太阳能将水转化为氢气是一种理想途径。某种光分解水技术的反应过程如图所示,下列判断错误的是:
氢气是一种可持续发展的新能源和工业原料。利用太阳能将水转化为氢气是一种理想途径。某种光分解水技术的反应过程如图所示,下列判断错误的是:
admin
2023-03-22
20
问题
氢气是一种可持续发展的新能源和工业原料。利用太阳能将水转化为氢气是一种理想途径。某种光分解水技术的反应过程如图所示,下列判断错误的是:
选项
A、Fe
3
O
4
的作用是作催化剂
B、产物除H
2
外,还有O
2
和FeO
C、该反应机理Ⅱ为FeO与H
2
O反应生成H,和Fe
3
O
4
D、与电解水相比,该方法的优点是能耗低
答案
B
解析
第一步,确定题型。
本题考查物质的化学反应。
第二步,分析原理。
如图所示,此技术的全过程分为Ⅰ、Ⅱ两个环节。Ⅰ环节是Fe
3
O
4
在太阳能的作用下生成O
2
和FeO,其中O
2
可被收集做其他方面的利用。Ⅱ环节是FeO与H
2
O在某种条件下反应生成H
2
和Fe
3
O
4
,其中Fe
3
O
4
又可用作Ⅰ环节的反应物。综合Ⅰ、Ⅱ两个环节,含铁化合物被消耗又被生成,但又必须存在才能触发反应正向进行;两个反应中净消耗物只有H
2
O,净生成物为H
2
和O
2
。
第三步,分析选项。
A选项:合铁化舍物被消耗又被生成,但又必须存在才能触发反应正向进行,起到催化剂作用,正确;
B选项:Ⅰ环节生成的FeO,在Ⅱ环节被反应消耗掉,错误;
C选项:Ⅱ环节是FeO与H
2
O在某种条件下反应生成H
2
和Fe
3
O
4
,正确;
D选项:H
2
O在常温常压下是非常稳定的化合物,而H
2
和O
2
均是(不稳定的)蕴含极高化学能的物质,所以电解水制造氢气耗能极大。而该反应一方面利用了太阳能,可以减轻一部分(电)能消耗,另一方面,反应采用了核外电子轨道较为复杂活跃的铁元素化合物做媒(催化剂),促进反应进行,的确有低能耗特点,正确。
因此,选择B选项。
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