電化學原理被廣泛應用于生產(chǎn)、生活的許多方面，利用電解法脫除煤中的含硫物質（主要是FeS2）的原理如圖1所示。
（1）陰極石墨棒上有無色氣體產(chǎn)生，該氣體是 H2H2。
（2）陽極的電極反應式為 Fe2+-e?═Fe3+Fe2+-e?═Fe3+。
（3）補全脫硫反應方程式：FeS2+14Fe3+14Fe3++8H2O8H2O═SO42?+15Fe2+15Fe2++16H+16H+。
（4）相同反應時間，F(xiàn)eCl3對脫硫率的影響如圖2所示。
①電解脫硫過程中，F(xiàn)eCl3的作用是催化劑，結合簡單碰撞理論說明使用FeCl3能加快反應速率的原因 催化劑能改變反應歷程，降低FeS2直接在電極放電反應的活化能，增大單位體積內(nèi)反應物分子中活化分子的數(shù)目，單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加，反應速率增大催化劑能改變反應歷程，降低FeS2直接在電極放電反應的活化能，增大單位體積內(nèi)反應物分子中活化分子的數(shù)目，單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加，反應速率增大。
②FeCl3的質量分數(shù)大于1.5%時，脫硫率隨FeCl3濃度的增大而下降，解釋原因 隨著FeCl3濃度的增大，可能發(fā)生Fe3+在陰極放電或者Cl?在陽極放電等副反應，導致與FeS2反應的Fe3+濃度減小，脫硫率降低；或隨著FeCl3濃度的增大，平衡Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+正向移動，產(chǎn)生更多Fe（OH）3 膠體，導致煤漿聚沉，脫硫率降低隨著FeCl3濃度的增大，可能發(fā)生Fe3+在陰極放電或者Cl?在陽極放電等副反應，導致與FeS2反應的Fe3+濃度減小，脫硫率降低；或隨著FeCl3濃度的增大，平衡Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+正向移動，產(chǎn)生更多Fe（OH）3 膠體，導致煤漿聚沉，脫硫率降低。
（5）研究發(fā)現(xiàn)，電解時若電壓過高，陽極有副反應發(fā)生，造成電解效率降低。電解效率η的定義：η（B）=n（生成B所用的電子）n（通過電極的電子）×100%。某電壓下電解100mL煤漿-FeCl3-H2SO4混合液，煤漿中除FeS2外不含其它含硫物質，混合液中H2SO4濃度為0.01mol?L-1，F(xiàn)eCl3的質量分數(shù)為1.5%。當陰極收集到224mL（標準狀況）氣體時（陰極無副反應發(fā)生），測得溶液中c（SO42-）=0.02mol?L-1，η（SO42-）=35%35%（忽略電解前后溶液的體積變化）。
（6）綜上，電解法脫硫的優(yōu)點有 脫硫速率快、Fe3+可循環(huán)利用，制取高純H2等脫硫速率快、Fe3+可循環(huán)利用，制取高純H2等（寫出兩點）。
η
（
B
）
=
n
（
生成
B
所用的電子
）
n
（
通過電極的電子
）
×
100
%
【考點】電解原理；原電池與電解池的綜合．
【答案】H2；Fe2+-e?═Fe3+；14Fe3+；8H2O；15Fe2+；16H+；催化劑能改變反應歷程，降低FeS2直接在電極放電反應的活化能，增大單位體積內(nèi)反應物分子中活化分子的數(shù)目，單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加，反應速率增大；隨著FeCl3濃度的增大，可能發(fā)生Fe3+在陰極放電或者Cl?在陽極放電等副反應，導致與FeS2反應的Fe3+濃度減小，脫硫率降低；或隨著FeCl3濃度的增大，平衡Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+正向移動，產(chǎn)生更多Fe（OH）3 膠體，導致煤漿聚沉，脫硫率降低；35%；脫硫速率快、Fe3+可循環(huán)利用，制取高純H2等
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：70引用：3難度：0.5
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（1）（NH4）2S2O8的電解法制備。
已知：電解效率η的定義為η（B）=×100%。n（生成B所用的電子）n（通過電極的電子）
①電極b是極。
②生成S2的電極反應式是O2-8。
③向陽極室和陰極室各加入100mL溶液。制備S2的同時，還在電極b表面收集到2.5×10-4mol氣體，氣體是O2-8。經(jīng)測定η（S2）為80%，不考慮其他副反應，則制備的（NH4）2S2O8的物質的量濃度為O2-8mol/L。
（2）苯酚的降解
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i.S2+Fe2+═O2-8+SO2-4?+Fe3+SO-4
ii.?將苯酚氧化SO-4
①?氧化苯酚的離子方程式是SO-4。
②將電解得到的含S2溶液稀釋后加入苯酚處理器，調(diào)節(jié)溶液總體積為1L，pH=1，測得在相同時間內(nèi)，不同條件下苯酚的降解率如圖。O2-8
用等物質的量的鐵粉代替FeSO4，可明顯提高苯酚的降解率，主要原因是。
（3）苯酚殘留量的測定
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