题目内容
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.CuSO4溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸 d.NaOH溶液 e.Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。
①高温热分解法
已知:H2S(g)H2(g)+S2(g)
在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L-1测定H2S的转化率,结果见下图。图中a为H2S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H2S的转化率。据图计算985℃时H2S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_______________。
(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 H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl 2Fe2++2H+2Fe3++H2↑
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。
解析
下表为部分短周期元素化合价及相应原子半径的数据:
元素性质 | 元素编号 | |||||||
A | B | C | D | E | F | G | H | |
原子半径(nm) | 0.102 | 0.110 | 0.117 | 0.074 | 0.075 | 0.071 | 0.099 | 0.077 |
最高化合价 | +6 | +5 | +4 | | +5 | | +7 | +4 |
最低化合价 | -2 | -3 | -4 | -2 | -3 | -1 | -1 | -4 |
已知:
①A与D可形成化合物AD2、AD3;
②E与D可形成多种化合物,其中ED、ED2是常见的化合物,C可用于制光电池。
(1)E在周期表中位置是________________;
(2)C和H的气态氢化物的稳定性强弱关系为______________(用分子式表示);
(3)分子组成为ADG2的物质在水中会强烈水解,产生使品红溶液褪色的无色气体和一种强酸。该反应的化学方程式是_____________________________________。
(4)工业上可用纯碱溶液处理ED和ED2,该反应如下:
ED+ED2+Na2CO3===2________+CO2
横线上某盐的化学式应为________。
(5)在一密闭容器中发生反应2AD2+D22AD3 ΔH=-47 kJ/mol,在上述平衡体系中加入18D2,当平衡发生移动后,AD2中18D的百分含量________(填“增加”“减少”或“不变”)其原因为______________________________________________
(6)请设计一个实验方案,使铜和稀的H2AD4溶液反应,得到蓝色溶液和氢气。在下列方框内绘出该实验方案装置图。