Question

利用化石燃料开采、加工过程产生的H₂S废气制取氢气，既廉价又环保．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）①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质子数之和为27，则R的外围电子排布图为

 

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     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+

1

2

S₂（g）
在恒温密闭容器中，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，结果见图1．图中a为H₂S的平衡转化率与温度关系曲线，据图计算985℃时H₂S按上述反应分解的平衡常数K=

 

；比较b点处v（正）

 

v（逆）（填写“大于”、“小于”或“等于”）
②电化学法
该法制氢过程的见图2．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

 

Answer 1

考点：转化率随温度、压强的变化曲线,原子核外电子排布,电解原理

专题：

分析：（1）①M为+3价，R为+4价，均为第三周期元素，则M为Al，R为Si，Si的质子数为14；
②M为Al具有还原性，能与具有氧化性的物质发生反应；
（2）①K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；做等温线，在相同温度下，b点处的转化率比平衡时偏小；
②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，以此来解答．

解答： 解：（1）①M为+3价，R为+4价，均为第三周期元素，
则M为Al，R为Si，Si的质子数为14，核外有3个电子层，最外层有4个电子，其外围电子排布图为：3s²3p²；故答案为：3s²3p²；
②M为Al具有还原性，能与具有氧化性的物质发生反应，如a、c，还能与d中NaOH溶液反应生成氢气，而高温下与氧化铁反应，与碳酸钠不反应，故答案为：be；
（2）①以H₂S起始浓度均为cmol?L^-1测定H₂S的转化率，985℃时H₂S的转化率为40%，则
   H₂S（g）?H₂（g）+1/2S₂（g）
开始 c       0         0
转化0.4c     0.4c      0.2c
平衡0.6c     0.4c      0.2c
K=

0.4c× 0.2c

0.6c

=

2

3

0.2c

；
做等温线，在相同温度下，b点处的转化率比平衡时偏小，故平衡右移，v（正）大于v（逆）；

故答案为：

2

3

0.2c

；大于；
②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应为H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，电解总反应的离子方程式为2Fe²⁺+2H⁺

电解  .

2Fe³⁺+H₂↑，
故答案为：增大反应物接触面积，使反应更充分；H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；2Fe²⁺+2H⁺

电解  .

2Fe³⁺+H₂↑．

点评：本题以硫化氢为载体考查物质的性质、影响反应速率的因素、化学平衡常数计算等，题目综合性强，难度较大，注重了高考常考考点的考查，注意知识的迁移应用和信息的处理．