Question

利用化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H2S廢氣制取氫氣，既價(jià)廉又環(huán)保。

（1）工業(yè)上可用組成為K2O·M2O3·2RO2·nH2O的無機(jī)材料純化制取的氫氣。

①已知元素M、R均位于元素周期表中第三周期，兩種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為27，則R的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________。

②常溫下，不能與M單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的是________(填序號(hào))。

A．CuSO4溶液　 B．Fe2O3　 C．濃硫酸 D．NaOH溶液　

（2）利用H2S廢氣制取氫氣的方法有多種。

①高溫?zé)岱纸夥?/p>

已知：H2S(g)??H2(g)＋S2(g)

在恒容密閉容器中，控制不同溫度進(jìn)行H2S分解實(shí)驗(yàn)。以H2S起始濃度均為c mol·L－1測定H2S的轉(zhuǎn)化率，結(jié)果見下圖。圖中a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線，b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時(shí)間且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率。據(jù)圖計(jì)算985℃時(shí)H2S按上述反應(yīng)分解的平衡常數(shù)K＝________；說明隨溫度的升高，曲線b向曲線a逼近的原因：____________________________________。

②電化學(xué)法

該法制氫過程的示意圖如下。反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式，其目的是____________________；反應(yīng)池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。反應(yīng)后的溶液進(jìn)入電解池，電解總反應(yīng)的離子方程式為_______________。

 

Answer 1

（1） ①; ② B;

（2） ① ； 溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短。

②增大反應(yīng)物接觸面積，使反應(yīng)更充分；　

H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl　 2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑

【解析】

試題分析：① 已知元素M、R均位于元素周期表中第三周期，兩種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為27，而且M、R形成的化合物的化學(xué)式是M2O3、RO2，則M是Al；R是Si． R的原子結(jié)構(gòu)示意圖為; ②A．由于金屬活動(dòng)性Al>Cu，所以Al與CuSO4溶液會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3；正確；B． 由于金屬活動(dòng)性Al>Fe，所以Al與Fe2O3會(huì)發(fā)生鋁熱反應(yīng)置換出Fe，但是在常溫下不能與Fe2O3反應(yīng)，錯(cuò)誤；C．濃硫酸有強(qiáng)氧化性，會(huì)把Al氧化產(chǎn)生一薄層致密的氧化物保護(hù)膜，正確；D．Al與NaOH溶液發(fā)生置換反應(yīng)，方程式是：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，正確。（2）① 據(jù)圖可以計(jì)算985℃ 時(shí)H2S按上述反應(yīng)分解的平衡常數(shù)K＝ ；說明隨溫度的升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短。所以曲線b向曲線a逼近；② 電化學(xué)法該法制氫過程的示意圖如下。反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式，其目的是增大反應(yīng)物接觸面積，使反應(yīng)更充分；反應(yīng)后的溶液進(jìn)入電解池，反應(yīng)池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl；根據(jù)題意可知：電解總反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑。

考點(diǎn)：考查元素及化合物的推斷、物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、電解反應(yīng)原理、化學(xué)方程式、離子方程式的書寫的知識(shí)。