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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。

(1)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的原子结构示意图为­_________

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废气制取氢气来的方法有多种

①高温热分解法

已知:H2S(g)=H2+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,结果见右图。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=________;说明温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:___________

  

②电化学法

该法制氢过程的示意图如右。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_______________________。

 

【答案】

(1)①     ②b、e

(2)①  温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的进间缩短(或其它合理答案)

②增大反应物接触面积,使反应更反分

H2S + 2FeCl3 = 2FeCl2 + S↓ + 2HCl    2Fe2+2H2Fe3+H2

【解析】

(1)根据M、R两元素的质子数之和为27,可以推知为Al和Si,再由M为+3价,R为+4价,可以确定R为Si;M为铝具有两性,既可以和酸反应,又能与碱反应,常温下不能与Fe2O3和Na2CO3反应,特别注意,常温下与浓硫酸发生钝化,钝化不是不反应而是发生强烈的氧化还原反应,生成了致密的氧化膜,阻止进一步反应。

(2)①985℃,转化率为40%,

H2S(g) =  H+ S2(g) 

起始      c       0        0

反应      0.4c     0.4c      0.2c

平衡      0.6c       0.4c     0.2c

K=

b向a逼近的原因为温度升高反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短。

②采用气液逆流是保证有充足的接触时间和接触面积,反应更加充分。

【考点定位】考查化学反应基本概念和基本原理,涉及物质结构理论、化学反应速率和化学平衡理论、电化学相关知识等。

 

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既价廉又环保.
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(1)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的原子结构示意图为
 

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溶液  e.Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气来的方法有多种
①高温热分解法
已知:H2S(g)?H2(g)+1/2S2(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cmol?L-1测定H2S的转化率,结果见右图.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率.据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=
 
;说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:
 

②电化学法
该法制氢过程的示意图如右.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
 

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科目:高中化学 来源:2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学(福建卷带解析) 题型:填空题

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。
(1)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的原子结构示意图为­_________
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废气制取氢气来的方法有多种
①高温热分解法
已知:H2S(g)=H2+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,结果见右图。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=________;说明温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:___________
  
②电化学法
该法制氢过程的示意图如右。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_______________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既价廉又环保.

(1)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的原子结构示意图为______
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溶液  e.Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气来的方法有多种
①高温热分解法
已知:H2S(g)?H2(g)+1/2S2(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cmol?L-1测定H2S的转化率,结果见右图.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率.据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=______;说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:______
②电化学法
该法制氢过程的示意图如右.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______.

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科目:高中化学 来源: 题型:

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。

(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取得氢气。

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,该无机材料化学式的式量是406,则该无机材料的化学式为                 

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溶液   e.Na2CO3固体

(2)利用H2S废气制取氢气的方法可采用电化学法,该法制氢过程的示意图如下。

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________________________________。

  

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