(2011?四川)開(kāi)發(fā)氫能是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要.硫鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2通過(guò)下列碘循環(huán)工藝過(guò)程既能制H2SO4,又能制H2

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知1g FeS2完全燃燒放出7.1kJ熱量,F(xiàn)eS2燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408kJ?mol-1
4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408kJ?mol-1

(2)該循環(huán)工藝過(guò)程的總反應(yīng)方程式為
SO2+2H2O=H2SO4+H2
SO2+2H2O=H2SO4+H2

(3)用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析,在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是
有利于平衡向右移動(dòng),有利于碘和氫氣的生成
有利于平衡向右移動(dòng),有利于碘和氫氣的生成

(4)用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH)表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液,可制得高容量,長(zhǎng)壽命的鎳氫電池.電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為:NiO(OH)+MH
放電
充電
Ni(OH)2+M
①電池放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為
MH-e-+OH-=H2O+M
MH-e-+OH-=H2O+M

②充電完成時(shí),Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH).若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2,O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為
4MH+O2+4e-=2H2O+4M
4MH+O2+4e-=2H2O+4M
分析:(1)根據(jù)題目所給物質(zhì)的量的多少結(jié)合熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法來(lái)回答;
(2)根據(jù)該循環(huán)的工藝流程是用硫鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2來(lái)制硫酸進(jìn)行分析;
(3)根據(jù)平衡移動(dòng)的原理來(lái)分析;
(4)①根據(jù)負(fù)極反應(yīng)的特點(diǎn)和總電池反應(yīng)來(lái)回答;
②根據(jù)氧氣進(jìn)入另一個(gè)電極后所引發(fā)的反應(yīng)來(lái)回答.
解答:解:(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,標(biāo)出各物質(zhì)的聚集狀態(tài);在反應(yīng)中4 mol FeS2的質(zhì)量為m(FeS2)=4 mol×120 g?mol-1=480 g,放熱Q=480 g×7.1 kJ/g=3408 kJ,對(duì)應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408 kJ?mol-1,故答案為:4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408 kJ?mol-1;
(2)在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng):SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4,在膜反應(yīng)器中的反應(yīng)為:2HI?I2+H2,將兩個(gè)方程式相加得:SO2+2H2O=H2SO4+H2,故答案為:SO2+2H2O=H2SO4+H2;
(3)在膜分離器中發(fā)生反應(yīng):2HI?I2+H2,將H2分離出來(lái)有利于平衡向右移動(dòng),利于I2和H2的生成,故答案為:有利于平衡向右移動(dòng),有利于碘和氫氣的生成;
(4)①負(fù)極反應(yīng)物MH失去電子,生成的H+在堿性條件下生成H2O,電解反應(yīng)式為:MH-e-+OH-=H2O+M,故答案為:MH-e-+OH-=H2O+M;
②O2與MH發(fā)生反應(yīng),生成H2O和M,電極反應(yīng)式為:4MH+O2+4e-=2H2O+4M,故答案為:4MH+O2+4e-=2H2O+4M.
點(diǎn)評(píng):本題是一道開(kāi)放性的題目,考查了學(xué)生熱化學(xué)和電化學(xué)的知識(shí),難度較大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2011?四川模擬)下列反應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是( 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2011?四川模擬)X、Y、Z是短周期元素,在周期表中的位置關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是( 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2011?四川模擬)A-M分別代表一種物質(zhì).其中,A、D、I、M的焰色反應(yīng)呈紫色(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃),實(shí)驗(yàn)室常用I在MnO2催化作用下加熱制備氧氣;B、C是短周期元素組成的氣體單質(zhì),且C為黃綠色;E是短周期元素組成的常見(jiàn)金屬單質(zhì),它既能與D溶液反應(yīng),也能與G溶液反應(yīng).
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)組成E的元素位于周期表中第
周期,
ⅢA
ⅢA
族.
(2)C與H反應(yīng)得到的含氧酸的電子式為

(3)E與D溶液反應(yīng)的離子方程式是
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2

(4)向M溶液中逐滴加入G溶液至過(guò)量的現(xiàn)象是
先生成白色沉淀,后白色沉淀溶解
先生成白色沉淀,后白色沉淀溶解

(5)在加熱條件下K與碳酸鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式是
Al2O3+K2CO3
 △ 
.
 
2KAlO2+CO2
Al2O3+K2CO3
 △ 
.
 
2KAlO2+CO2

(6)在足量的稀硫酸中,I與A以物質(zhì)的量之比1:1反應(yīng),可以得到一種高效消毒劑ClO2及其他產(chǎn)物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
2KClO3+2KCl+5H2SO4=2K2SO4+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
2KClO3+2KCl+5H2SO4=2K2SO4+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2011?四川模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組用食鹽、二氧化錳和濃硫酸共熱反應(yīng)制備氯氣,并進(jìn)行氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn).其中部分實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:

請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:
(1)上圖中,氯氣制備裝置正確的是
A
A
,尾氣處理裝置正確的是
DF
DF
.(填標(biāo)號(hào)字母)
(2)在取用濃硫酸時(shí),如果不慎將少量濃硫酸濺在手上,應(yīng)立即采取的處置方法是:
必須迅速用抹布擦試,再用大量的水沖洗,然后再涂上3%-5%的碳酸氫鈉溶液
必須迅速用抹布擦試,再用大量的水沖洗,然后再涂上3%-5%的碳酸氫鈉溶液

(3)某同學(xué)做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn):①將氯氣通入到含有淀粉的碘水溶液中,藍(lán)色消失(生成了碘酸).②停止通入氯氣后向溶液中加入一定量的過(guò)氧化氫,又出現(xiàn)藍(lán)色,并有氣泡產(chǎn)生.請(qǐng)用化學(xué)方程式表示上述變化:
5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl
5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl
;
2HIO3+5H2O2=I2+5O2↑+6H2O
2HIO3+5H2O2=I2+5O2↑+6H2O

(4)實(shí)驗(yàn)完畢,可選用
BC
BC
(填標(biāo)號(hào)字母)清洗附著在燒瓶?jī)?nèi)壁上的固體殘留物.
A、氯化鈉溶液        B、酸化的硫酸亞鐵溶液    C、濃鹽酸    D、酒精溶液.

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