Question

氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)．
（1）已知：2H₂S（g）═2H₂（g）+S₂（g）△H=169.8kJ?mol^-1
下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是

 

A．正反應(yīng)活化能小于169.8kJ?mol^-1
B．逆反應(yīng)活化能一定小于169.8kJ?mol^-1
C．正反應(yīng)活化能不小于169.8kJ?mol^-1
D．正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能小于169.8kJ?mol^-1
（2）H₂S熱分解制氫時，常向反應(yīng)器中通入一定比例空氣，使部分H₂S燃燒，其目的是

 

．
（3）H₂O的熱分解也可得到H₂，高溫下水分解體系中主要?dú)怏w的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系，如圖1所示．在4000℃～5000℃時可能發(fā)生下列哪些反應(yīng)

 

       （填寫字母）．
A.2H₂O

高溫  .

2H₂+O₂  B．H₂

高溫  .

2H  C．O₂

高溫  .

2O
（4）制取氫氣的另一種方法是電解尿素[CO（NH₂）₂]的堿性溶液，裝置示意圖見圖2（電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極）．該電解裝置中電解排出液中的主要成分是

 

（寫化學(xué)式）．
（5）已知下列物質(zhì)的KSP：CaCO₃×10^-9；BaSO₄，1×10^-10；BaCO₃  5×10^-8；Mg（OH）₂  5.6×10^-12；
Ca（OH）₂；1.4×10^-5．氯堿工業(yè)中 電解飽和食鹽水也能得到氫氣，電解所用的鹽水需精制，去除有影響的Ca²⁺、Mg²⁺、
NH⁺₄、SO^2-₄[c（SO^2-₄）＞c（Ca²⁺）]．某精制流程如下：
①鹽泥a除泥沙外，還含有的物質(zhì)是

 

．
②過程I中將NH⁺₄轉(zhuǎn)化為N₂的離子方程式是

 

．
③過程II中除去的離子有

 

．
④經(jīng)過程III處理，需求鹽水c中剩余Na₂SO₃的含量小于5mg/L．若鹽水b中NaClO的含量是7.45mg/L，則處理10m³鹽水b，至多添加10%Na₂SO₃溶液

 

kg（溶液體積變化忽略不計）

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,電解原理,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)△H=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能=169.8kJ?mol^-1分析；
（2）使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；
（3）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)舊鍵的斷裂和新鍵的形成以及高溫下水分解體系中主要?dú)怏w的成分；
（4）由圖可知，CO（NH₂）₂在陽極放電生成N₂，C元素價態(tài)未變化，故還有碳酸鉀生成與水生成，同時KOH過量；
（5）①根據(jù)雜質(zhì)離子和溶液的酸堿性判斷能反應(yīng)生成的沉淀；
②根據(jù)A溶液成分和可能具有的性質(zhì)，結(jié)合氧化還原反應(yīng)和質(zhì)量守恒定律書寫離子方程式；
③根據(jù)溶液成分和溶解度大小判斷生成的沉淀；
④根據(jù)反應(yīng)方程式和質(zhì)量守恒解答．

解答： 解：（1）由△H=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能=169.8kJ?mol^-1得
A．正反應(yīng)活化能大于169.8kJ?mol^-1，故A錯誤；
B．逆反應(yīng)活化能不一定小于169.8kJ?mol^-1，故B錯誤；
C．正反應(yīng)活化應(yīng)大于169.8kJ?mol^-1，故C正確；
D．正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大169.8kJ?mol^-1，故D錯誤；
故選：C．
（2）使部分H₂S燃燒，放出熱量，為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量，故答案為：為H₂S熱分解反應(yīng)提供熱量；   
（3）化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)舊鍵的斷裂和新鍵的形成，故發(fā)生：H₂

高溫  .

2H、O₂

高溫  .

2O、高溫下水分解體系中主要?dú)怏w的成分為：H₂O、H₂、O₂ 故發(fā)生：2H₂O

高溫  .

2H₂+O₂，故答案為：ABC； 
（4）由圖可知，CO（NH₂）₂在陽極放電生成N₂，C元素價態(tài)未變化，故還有K₂CO₃與水生成，同時KOH過量，故答案為：K₂CO₃、KOH；
（5）①根據(jù)粗鹽水和淡鹽水的化學(xué)成分，結(jié)合題給精制鹽水的流程進(jìn)行分析，可知過程I是將Mg²⁺轉(zhuǎn)化為Mg（OH）₂沉淀除去，即鹽泥a中除泥沙外，還含有的物質(zhì)是Mg（OH）₂，故答案為：Mg（OH）₂；
②將NH₄⁺轉(zhuǎn)化為N₂的氧化劑是Cl₂，對應(yīng)的離子方程式是2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O，故答案為：2NH₄⁺+3Cl₂+8OH^-═N₂↑+6Cl^-+8H₂O；
③過程II是利用沉淀溶解平衡原理，將溶液中的Ca²⁺和SO₄^2-分別轉(zhuǎn)化為CaCO₃和BaSO₄沉淀除去，故答案為：SO₄^2-、Ca²⁺；
④NaClO與Na₂SO₃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaClO+Na₂SO₃═NaCl+Na₂SO₄，若鹽水b中NaClO的含量是7.45mg/L，則處理10m³鹽水b時至少需要10%Na₂SO₃溶液

74.5g

74.5g?mol -1

×126g/mol×

100

10

=1.26kg，若鹽水c中剩余Na₂SO₃的含量為5mg/L，則還需添加10% Na₂SO₃溶液50g÷10%=0.5kg，因此至多添加10%Na₂SO₃溶液
的質(zhì)量為1.26kg+0.5kg=1.76kg．故答案為：1.76．

點(diǎn)評：本題題目較為綜合，考查了反應(yīng)熱的計算、電解原理、粗鹽的提純等，注意平衡移動原理的應(yīng)用以及物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計算．做題時注意題中所給信息，用守恒的方法解答．