Question

利用化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H₂S廢氣制取氫氣，既廉價(jià)又環(huán)保．工業(yè)上可用組成為K₂O?M₂O₃?2RO₂?nH₂O的無機(jī)材料純化制取的氫氣
（1）①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，兩種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為27，則R的外圍電子排布圖為

 

②常溫下，不能與M單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的是

 

（填序號(hào)）
a．CuSO₄溶液   b．Fe₂O₃   c．濃硫酸   d．NaOH     e．Na₂CO₃固體．
（2）利用H₂S廢氣制取氫氣的方法有多種
①高溫?zé)岱纸夥?已知：H₂S（g）=H₂+

1

2

S₂（g）
在恒溫密閉容器中，控制不同溫度進(jìn)行H₂S分解實(shí)驗(yàn)．以H₂S起始濃度均為c mol?L^-1測(cè)定H₂S的轉(zhuǎn)化率，結(jié)果見圖1．圖中a為H₂S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線，據(jù)圖計(jì)算985℃時(shí)H₂S按上述反應(yīng)分解的平衡常數(shù)K=

 

；比較b點(diǎn)處v（正）

 

v（逆）（填寫“大于”、“小于”或“等于”）
②電化學(xué)法
該法制氫過程的見圖2．反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式，其目的是

 

；反應(yīng)池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．反應(yīng)后的溶液進(jìn)入電解池，電解總反應(yīng)的離子方程式為

 

Answer 1

考點(diǎn)：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,原子核外電子排布,電解原理

專題：

分析：（1）①M(fèi)為+3價(jià)，R為+4價(jià)，均為第三周期元素，則M為Al，R為Si，Si的質(zhì)子數(shù)為14；
②M為Al具有還原性，能與具有氧化性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；
（2）①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；做等溫線，在相同溫度下，b點(diǎn)處的轉(zhuǎn)化率比平衡時(shí)偏��；
②反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式，可增大反應(yīng)物接觸面積；反應(yīng)池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)；電解池中亞鐵離子失去電子，氫離子得到電子，以此來解答．

解答： 解：（1）①M(fèi)為+3價(jià)，R為+4價(jià)，均為第三周期元素，
則M為Al，R為Si，Si的質(zhì)子數(shù)為14，核外有3個(gè)電子層，最外層有4個(gè)電子，其外圍電子排布圖為：3s²3p²；故答案為：3s²3p²；
②M為Al具有還原性，能與具有氧化性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如a、c，還能與d中NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣，而高溫下與氧化鐵反應(yīng)，與碳酸鈉不反應(yīng)，故答案為：be；
（2）①以H₂S起始濃度均為cmol?L^-1測(cè)定H₂S的轉(zhuǎn)化率，985℃時(shí)H₂S的轉(zhuǎn)化率為40%，則
   H₂S（g）?H₂（g）+1/2S₂（g）
開始 c       0         0
轉(zhuǎn)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

；
做等溫線，在相同溫度下，b點(diǎn)處的轉(zhuǎn)化率比平衡時(shí)偏小，故平衡右移，v（正）大于v（逆）；

故答案為：

2

3

0.2c

；大于；
②反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式，可增大反應(yīng)物接觸面積；反應(yīng)池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)為H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；電解池中亞鐵離子失去電子，氫離子得到電子，電解總反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+2H⁺

電解  .

2Fe³⁺+H₂↑，
故答案為：增大反應(yīng)物接觸面積，使反應(yīng)更充分；H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；2Fe²⁺+2H⁺

電解  .

2Fe³⁺+H₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題以硫化氫為載體考查物質(zhì)的性質(zhì)、影響反應(yīng)速率的因素、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算等，題目綜合性強(qiáng)，難度較大，注重了高考�？伎键c(diǎn)的考查，注意知識(shí)的遷移應(yīng)用和信息的處理．