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：

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）。

（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K_SP：

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⁺、NH₄⁺、SO₄^2— [c（SO₄^2—）>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NH₄⁺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

【答案】

（15分，第(1) 1分，其余每空2分）

（1）C        （2）为H₂S热分解反应提供热量         

（3）ABC （只写BC给1分，其它答案不给分）

（4）K₂CO₃或K₂CO₃和KOH（只答KOH不给分）

（5）①Mg(OH)₂ 

②2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-  N₂↑+6Cl^-+8H₂O

③SO₄^2-、Ca²⁺  ④1.26

【解析】

试题分析：

（1）△H>0说明正反应吸热，正反应活化能大于或等于169.8kJ，C正确；A、B错误；正反应活化能比逆反应活化能大169.8kJ，D错误。

（2）硫化氢分解需吸收热量，通入空气使部分硫化氢燃烧以提供硫化氢分解所需热量。

（3）A、B分别为H、O原子，所以4000℃~5000℃时A、B、C三个反应均能发生。

（4）阴极反应为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，阳极产生了氮气，尿素中N为-3价，所以阳极同时生成二氧化碳，二氧化碳与KOH生成碳酸钾。电解排出液中的主要成分是碳酸钾或碳酸钾和氢氧化钾。

（5）①当pH=11时，溶液中c(Mg²⁺)==5.6×10^-6<10^-5；Mg²⁺沉淀完全，所以盐泥a中含有氢氧化镁。②氯气碱性条件下将NH₄⁺氧化生成N₂，本身被还原为Cl^-，根据得失电子相等、电荷守恒、质量守恒配平。③BaCO₃(s) Ba²⁺(aq)+CO₃^2-(aq)，SO₄^2-与Ba²⁺、CO₃^2-与Ca²⁺形成更难溶的硫酸钡和碳酸钙，所以过程II加入碳酸钡除去Ca²⁺和SO₄^2-。④过程III加入亚硫酸钠溶液还原溶液的ClO^-，由得失电子相等得n(ClO^-)=n(SO₃^2-)，，m(Na₂SO₃溶液)=1.26kg。

考点： 化学反应与能量  活化能  图像的分析  电化学  溶度积  离子方程式  氧化还原反应  化学计算