Question

（14分）
Ⅰ.氯碱工业中常用离子交换膜法电解制碱（如图1所示）。

　（1）写出图1中阴极的电极反应式                   。
　（2）已知阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。工业上若用图2装置电解饱和Na₂SO₄溶液来生产纯净的NaOH和H₂SO₄，则该装置最主要的缺陷是                。

Ⅱ.辉钼矿(MoS₂)是一种重要的矿物。图3是辉钼矿多层焙烧炉的示意图，其中1，2，3，…是炉层编号。580，600，610，…是各炉层的温度（℃）。图4给出了各炉层固体物料的物质的量百分含量。                                  
已知：MoS₂焙烧生成1molMoO₃的反应热△H₁=-1011KJ/mol；MoO₂氧化生成1molMoO₃的反应热△H₂=-154KJ/mol。试回答：

（1）验证辉钼矿焙烧生成的气体是SO₂而不是SO₃的方法是                     。
（2）辉钼矿焙烧生成的气体能使硫酸酸化的KMnO₄溶液褪色，用化学方程式表示褪色的原因                                                                      。
（3）第6炉层存在的固体物质分别是MoS₂、MoO₃、MoO₂，则它们的物质的量之比为                        。
（4）图4表明，中间炉层（4～6）可能存在一种“固体+固体→固体+…”的反应，请写出该反应的热化学反应方程式                                                 。

Answer 1

(除标注外，每空2分，共14 分)                                             
Ⅰ （1）2H₂O + 2e^—= H₂↑ + 2OH^—  或2H⁺ + 2e^—= H₂↑
(2) 缺阴离子交换膜 （3分，合理答案均计分）
Ⅱ （1）收集少量气体，将气体通入品红溶液中，观察到品红溶液褪色，加热又恢复原色  （合理答案均计分）
（2） 5SO₂ + 2H₂O + 2KMnO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄          
（3） 1:1:3
（4） MoS₂(s) + 6MoO₃(s) = 7MoO₂(s) + 2SO₂(g)  △H=＋67KJ/mol （3分）

试题分析：I、（1）阴极是水中的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H₂O + 2e^—= H₂↑ + 2OH^— 
（2）该装置中缺少阴离子交换膜，不能阻止氢离子的定向移动，则阳极得不到硫酸产品；
II、（1）二氧化硫的检验使用品红溶液，收集少量气体，将气体通入品红溶液中，观察到品红溶液褪色，加热又恢复原色 ；
（2）焙烧生成的气体能使硫酸酸化的KMnO₄溶液褪色，实际是二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液的氧化还原反应，化学方程式为 5SO₂ + 2H₂O + 2KMnO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄   
（3）根据图4可知MoS₂、MoO₃、MoO₂的物质的量之比近似等于1:1:3；
（4）图4表明，中间炉层（4～6）中可能存在一种“固体+固体→固体+…”的反应，依据图象变化减小的是反应物，增大的是生成物，反应的化学方程式为：MoS₂+6MoO₃=7MoO₂+2SO₂；根据MoS₂焙烧生成1molMoO₃的反应热△H₁=-1011KJ/mol；MoO₂氧化生成1molMoO₃的反应热△H₂=-154KJ/mol及盖斯定律计算出MoS₂+6MoO₃=7MoO₂+2SO₂的反应热为＋67KJ/mol ，所以该反应的热化学方程式为MoS₂(s) + 6MoO₃(s) = 7MoO₂(s) + 2SO₂(g)  △H=＋67KJ/mol