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利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既价廉又环保。(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。①已知元素M、R均位于元素周期表中
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利用化石燃料开采、加工过程产生的H 2 S废气制取氢气,既价廉又环保。 (1)工业上可用组成为K 2 O·M 2 O 3 ·2RO 2 ·nH 2 O的无机材料纯化制取的氢气。 ①已知元素M、R均位于元素周期表中第三周期,两种元素原子的质子数之和为27,则R的原子结构示意图为________。 ②常温下,不能与M单质发生反应的是________(填序号)。 a.CuSO 4 溶液 b.Fe 2 O 3 c.浓硫酸 d.NaOH溶液 e.Na 2 CO 3 固体 (2)利用H 2 S废气制取氢气的方法有多种。 ①高温热分解法 已知:H 2 S(g) H 2 (g)+ S 2 (g) 在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H 2 S分解实验。以H 2 S起始浓度均为c mol·L -1 测定H 2 S的转化率,结果见下图。图中a为H 2 S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H 2 S的转化率。据图计算985℃时H 2 S按上述反应分解的平衡常数K=________;说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:____________________________________。 ②电化学法 该法制氢过程的示意图如下。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是______________________________; 反应池中发生反应的化学方程式为____________________。反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为_______________。 |
▼优质解答
答案和解析
(1)① ②b、c (2)① 温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案) ②增大反应物接触面积,使反应更充分 H 2 S+2FeCl 3 =2FeCl 2 +S↓+2HCl 2Fe 2 + +2H + 2Fe 3 + +H 2 ↑ 点拨:知识:元素推断、元素化合物性质、平衡常数、电解时离子方程式的书写。能力:读图能力、计算能力、分析问题并解决问题能力、知识的灵活运用能力。试题难度:中等。 |
运用无机材料的化学式推断元素的化合价,是解决(1)小题的突破口。 ①根据元素M、R均位于第三周期,且质子数之和为27,无机材料中M的化合价为+3,R的化合价为+4,可得M、R分别为Al、Si,则R的原子结构示意图为 ;铝与三氧化二铁只能在高温下反应;铝与碳酸钠固体在常温下不反应;铝与硫酸铜溶液在常温下发生置换反应;常温下铝在浓硫酸中形成致密的氧化膜(钝化);铝与氢氧化钠溶液反应放出氢气。 (2)①由图知,985℃时H 2 S的平衡转化率为40%,则: H 2 S(g) H 2 (g)+ S 2 (g) 起始时浓度(mol·L -1 ) c 0 0 平衡时浓度(mol·L -1 ) 0.6c 0.4c 0.2c 则K= = = b曲线表示未达到平衡时H 2 S的转化率,温度越高,b曲线上的转化率越接近平衡值,原因是温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短。 ②采用气、液逆流方式的目的是增大反应物接触面积,使反应更充分。反应池内发生反应的化学方程式为H 2 S+2FeCl 3 =2FeCl 2 +S↓+2HCl。进入电解池的物质应为FeCl 2 和HCl,根据电解池图示,左侧生成的为Fe 3 + ,右侧生成的为H 2 ,则可得总反应的离子方程式:2Fe 2 + +2H + 2Fe 3 + +H 2 ↑。 |
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