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_______________________。
(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++2H+2Fe3++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) = H2 + 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。
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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
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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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