Question

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

（1）工業(yè)上可用組成為K2O·M2O3·2RO2·nH2O的無機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3周期,兩種元素原子的質子數(shù)之和為27,則R的原子結構示意圖為_________。

②常溫下,不能與M 單質發(fā)生反應的是_________(填序號)。

a． CuSO4 溶液 b．Fe2O3c．濃硫酸 d．NaOH溶液 e．Na2CO3固體

（2）利用H2S廢氣有多種方法,電化學法是其中之一。

該法制氫過程的示意圖如下。反應池中反應物的流向采用氣、液逆流方式,其目的是_____________；反應池中發(fā)生反應的化學方程式為_______________________________________。

反應后的溶液進入電解池,電解總反應的離子方程式為___________________________________。

Answer 1

【答案】 b e 增大反應物接觸面積，使反應更充分 H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl 2Fe2++2H+2Fe3++H2↑

【解析】試題分析：本題考查原子結構示意圖的書寫，Al的性質，化學方程式的書寫，電解原理和電解方程式的書寫。

（1）①根據(jù)“K2O·M2O3·2RO2·nH2O”知M的化合價為+3價，R的化合價為+4價；元素M、R均位于元素周期表中第3周期，兩種元素原子的質子數(shù)之和為27，則M為13號元素Al，R為14號元素Si，Si的原子結構示意圖為。

②M為Al。a，Al與CuSO4溶液發(fā)生置換反應：2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu，常溫下能反應；b，Al與Fe2O3高溫下發(fā)生鋁熱反應，常溫下Al與Fe2O3不反應；c，常溫下Al遇濃硫酸發(fā)生鈍化形成致密的氧化膜；d，常溫下Al與NaOH溶液反應生成NaAlO2和H2，反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；e，常溫下Al與Na2CO3固體不反應；常溫下不能與Al反應的是Fe2O3、Na2CO3固體，答案選be。

（2）反應池中反應物的流向采用氣、液逆流方式的目的是：增大反應物接觸面積，使反應更充分。根據(jù)圖示，反應池中反應為FeCl3溶液與H2S反應生成S沉淀，H2S被氧化成S，F(xiàn)eCl3被還原成FeCl2，反應的化學方程式為2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl。反應后的溶液為FeCl2和HCl的混合液，反應后的溶液進入電解池進行電解生成Fe3+和H2，陽極反應式為Fe2+-e-=Fe3+，陰極反應式為2H++2e-=H2↑，電解總反應的離子方程式為2Fe2++2H+2Fe3++H2↑。