题目内容

9.“氢能”是未来最理想的新能源.
(1)有下列3个反应:
①3FeCl2+4H2O$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$Fe3O4+6HCl+H2
②Fe3O4+$\frac{3}{2}$Cl2+6HCl$\frac{\underline{\;100℃\;}}{\;}$3FeCl3+3H2O+$\frac{1}{2}$O2
③3FeCl3$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$3FeCl2+$\frac{3}{2}$Cl2
这3个反应的联合与循环,主要用来生产能解决环境和能源问题的某种气体,该气体是H2
(2)利用核能把水分解制氢气,是目前正在研究的课题,如图所示是其中的一种流程,其中用了过量的碘.
完成下列反应的化学方程式:反应①SO2+I2+2H2O$\frac{\underline{\;100-120℃\;}}{\;}$H2SO4+2HI,反应②2H2SO4═2SO2↑+O2↑+2H2O,此法制取氢气的最大优点是SO2和I2循环使用,避免了污染环境.

分析 (1)根据盖斯定律,由①+②+③可得;
(2)根据反应①②写出反应化学方程式,根据制备氢气的过程使用的物质、能量的消耗、环境的污染污染等方面进行分析.

解答 解:(1)①3FeCl2+4H2O$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$Fe3O4+6HCl+H2
②Fe3O4+$\frac{3}{2}$Cl2+6HCl$\frac{\underline{\;100℃\;}}{\;}$3FeCl3+3H2O+$\frac{1}{2}$O2
③3FeCl3$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$3FeCl2+$\frac{3}{2}$Cl2
根据盖斯定律,由①+②+③可得:H2O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$$\frac{1}{2}$O2+H2,氧气具有助燃性,而氢气具有可燃性,则主要用来生产能解决环境和能源问题的某种气体为H2
故答案为:H2
(2)由制备氢气的过程可知,反应①发生的反应是:SO2+I2+2H2O$\frac{\underline{\;100-120℃\;}}{\;}$H2SO4+2HI,反应②是H2SO4分解为了SO2、O2和H2O,故发生的反应为:2H2SO4═2SO2↑+O2↑+2H2O,用该法制取氢气最大的优点是:SO2和I2循环使用,避免了污染环境;
故答为:SO2+I2+2H2O$\frac{\underline{\;100-120℃\;}}{\;}$H2SO4+2HI;2H2SO4═2SO2↑+O2↑+2H2O;SO2和I2循环使用,避免了污染环境.

点评 本题主要考查盖斯定律的应用和新能源的利用,把握已知反应和流程图为解答的关键,侧重分析与迁移应用能力的考查,题目难度不大.

练习册系列答案
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11.某研究性学习小组组装了下图所示的装置制备ClO2气体(加热装置用“△”表示),反应原理为饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2(温度过高或过低都会影响制气效率)
已知:①ClO2是一种黄绿色有刺激性气味的气体,熔点-59℃,沸点11.0℃
②草酸是酸性强于醋酸的二元弱酸,对应的钙盐(CaC2O4)不溶于醋酸,能溶于强酸,它还是一种还原性较强的物质.

(1)配平制备ClO2的化学方程式:2KClO3+1H2C2O4--2KHCO3+2ClO2
(2)A装置中还缺少的一样仪器名称是温度计,B装置的作用是将ClO2冷凝收集.
(3)C装置吸收尾气后,溶液中含有NaOH、NaClO2、NaClO3等溶质,小组成员认为C中还可能含有Na2CO3,试分析可能的原因是过量的草酸与KHCO3反应,逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3或因KClO3具有较强氧化性,将草酸氧化成CO2,逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3
(4)小组成员查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”,他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液,调节溶液呈碱性,加入足量的CaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤,沉淀备用,对生成的沉淀进行探究.
①提出合理假设
假设1:只存在CaCO3
假设2:既存在CaCO3,也存在CaC2O4
假设3:只存在CaC2O4
②基于假设2,设计实验方案,进行实验.请在答题卷上写出实验步骤以及预期现象和结论.限选实验试剂:1mol•L-1 H2SO4、0.1mol•L-1 HCl、0.01mol•L-1 KMnO4、澄清石灰水.
实验步骤预期现象和结论

步骤1:取少量沉淀于试管中,加入足量0.1 mol•L-1 HCl

沉淀全部溶解,有气泡产生,说明沉淀中有CaCO3

步骤2:往步骤1的剩余物中,再滴加几滴0.01 mol•L-1 KMnO4

溶液紫红色褪去,说明沉淀中有CaC2O4,结合步骤1,假设2成立
9.电池是人类生产和生活中重要的能量来源,回答下列问题:
(i)回收利用废旧普通锌锰电池工艺如图(不考虑旧电池中实际存在的少量其他金属).普通锌锰电池总反应为:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH32Cl2+2MnOOH
已知MnOOH不溶于水;Zn(NH32Cl2 溶于水和盐酸.

(1)图中产物的化学式分别为AZnCl2,BNH4Cl,滤渣E含MnO2和MnOOH.
(2)操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4.操作b中绿色的K2MnO4溶液反应生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2+2CO32-
(ii)燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置.
(1)氢氧燃料电池具有无污染等优点,但储氢技术是关键技术之一.金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:Ⅰ2Li+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2LiHⅡLiH+H2O=LiOH+H2
①Ⅰ中的氧化剂是H2,反应Ⅱ中的还原剂是LiH;
②已知LiH固体的密度为0.8g/cm3.用锂吸收112L(标准状况)H2,吸收的H2体积与生成的LiH体积比值是1.13×103
③由②生成的LiH与水反应放出的氢气用作电池燃料,若能量利用率为60%,则导线中通过电子的物质的量为12mol;
(2)一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中,然后分别向两极通入乙烷(C2H6)和氧气.电池的负极反应为:C2H6-14e-+18OH-=2CO32-+12H2O; 放电一段时间后,正极周围的pH升高(填升高、降低或不变).

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