Question

氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点．
（1）已知：2H₂S（g）═2H₂（g）+S₂（g）△H=169.8kJ?mol^-1
下列有关该反应的叙述正确的是

 

A．正反应活化能小于169.8kJ?mol^-1
B．逆反应活化能一定小于169.8kJ?mol^-1
C．正反应活化能不小于169.8kJ?mol^-1
D．正反应活化能比逆反应活化能小于169.8kJ?mol^-1
（2）H₂S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H₂S燃烧，其目的是

 

．
（3）H₂O的热分解也可得到H₂，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系，如图1所示．在4000℃～5000℃时可能发生下列哪些反应

 

       （填写字母）．
A.2H₂O

高温  .

2H₂+O₂  B．H₂

高温  .

2H  C．O₂

高温  .

2O
（4）制取氢气的另一种方法是电解尿素[CO（NH₂）₂]的碱性溶液，装置示意图见图2（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）．该电解装置中电解排出液中的主要成分是

 

（写化学式）．
（5）已知下列物质的KSP：CaCO₃×10^-9；BaSO₄，1×10^-10；BaCO₃  5×10^-8；Mg（OH）₂  5.6×10^-12；
Ca（OH）₂；1.4×10^-5．氯碱工业中 电解饱和食盐水也能得到氢气，电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca²⁺、Mg²⁺、
NH⁺₄、SO^2-₄[c（SO^2-₄）＞c（Ca²⁺）]．某精制流程如下：
①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是

 

．
②过程I中将NH⁺₄转化为N₂的离子方程式是

 

．
③过程II中除去的离子有

 

．
④经过程III处理，需求盐水c中剩余Na₂SO₃的含量小于5mg/L．若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m³盐水b，至多添加10%Na₂SO₃溶液

 

kg（溶液体积变化忽略不计）

Answer 1

考点：反应热和焓变,电解原理,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）根据△H=正反应活化能-逆反应活化能=169.8kJ?mol^-1分析；
（2）使部分H₂S燃烧，放出热量，为H₂S热分解反应提供热量；
（3）根据化学反应的本质旧键的断裂和新键的形成以及高温下水分解体系中主要气体的成分；
（4）由图可知，CO（NH₂）₂在阳极放电生成N₂，C元素价态未变化，故还有碳酸钾生成与水生成，同时KOH过量；
（5）①根据杂质离子和溶液的酸碱性判断能反应生成的沉淀；
②根据A溶液成分和可能具有的性质，结合氧化还原反应和质量守恒定律书写离子方程式；
③根据溶液成分和溶解度大小判断生成的沉淀；
④根据反应方程式和质量守恒解答．

解答： 解：（1）由△H=正反应活化能-逆反应活化能=169.8kJ?mol^-1得
A．正反应活化能大于169.8kJ?mol^-1，故A错误；
B．逆反应活化能不一定小于169.8kJ?mol^-1，故B错误；
C．正反应活化应大于169.8kJ?mol^-1，故C正确；
D．正反应活化能比逆反应活化能大169.8kJ?mol^-1，故D错误；
故选：C．
（2）使部分H₂S燃烧，放出热量，为H₂S热分解反应提供热量，故答案为：为H₂S热分解反应提供热量；   
（3）化学反应的本质旧键的断裂和新键的形成，故发生：H₂

高温  .

2H、O₂

高温  .

2O、高温下水分解体系中主要气体的成分为：H₂O、H₂、O₂ 故发生：2H₂O

高温  .

2H₂+O₂，故答案为：ABC； 
（4）由图可知，CO（NH₂）₂在阳极放电生成N₂，C元素价态未变化，故还有K₂CO₃与水生成，同时KOH过量，故答案为：K₂CO₃、KOH；
（5）①根据粗盐水和淡盐水的化学成分，结合题给精制盐水的流程进行分析，可知过程I是将Mg²⁺转化为Mg（OH）₂沉淀除去，即盐泥a中除泥沙外，还含有的物质是Mg（OH）₂，故答案为：Mg（OH）₂；
②将NH₄⁺转化为N₂的氧化剂是Cl₂，对应的离子方程式是2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O，故答案为：2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O；
③过程II是利用沉淀溶解平衡原理，将溶液中的Ca²⁺和SO₄^2-分别转化为CaCO₃和BaSO₄沉淀除去，故答案为：SO₄^2-、Ca²⁺；
④NaClO与Na₂SO₃溶液反应的化学方程式为：NaClO+Na₂SO₃═NaCl+Na₂SO₄，若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m³盐水b时至少需要10%Na₂SO₃溶液

74.5g

74.5g?mol -1

×126g/mol×

100

10

=1.26kg，若盐水c中剩余Na₂SO₃的含量为5mg/L，则还需添加10% Na₂SO₃溶液50g÷10%=0.5kg，因此至多添加10%Na₂SO₃溶液
的质量为1.26kg+0.5kg=1.76kg．故答案为：1.76．

点评：本题题目较为综合，考查了反应热的计算、电解原理、粗盐的提纯等，注意平衡移动原理的应用以及物质的量应用于化学方程式的计算．做题时注意题中所给信息，用守恒的方法解答．