Question

工业上制取氢气除电解水外还有多种方法．

（1）工业上可用组成为K₂O•M₂O₃•2RO₂•nH₂O的无机材料纯化制取氢气．

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在周期表的位置为                     ．

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）工业上也可利用化石燃料开采、加工过程中产生的H₂S废气制取氢气．

①高温热分解法  已知：H₂S（g）⇌H₂（g）+S（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，结果见图1．图中a为H₂S的平衡转化率与温度关系曲线，b为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的转化率的变化曲线．据图计算985℃时H₂S按上述反应分解的平衡常数K=        ；随着温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因是                  

②电化学法：该法制取氢气的过程如图2所示．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为                                    ．

（3）H₂S在足量氧气中燃烧可以得SO₂，若在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO₃ 0.18mol．若继续通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，则平衡             移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，SO₃的物质的量的取值范围为                     mol．

Answer

（16分）（1）①第三周期ⅣA族，1分 ②be 2分 （选对一个的一分，选错不得分）

（2）①=； 2分 温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的进间缩短；2分 ②可增大反应物接触面积 1分 H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl；2分 2Fe2++2H+2Fe3++H2↑，2分

（3）向正反应方向移动； 2分 0.36＜n（SO3）＜0.40．2分

【解析】

试题分析：（1）①M为+3价，R为+4价，均为第三周期元素，两种元素原子的质子数之和为27，则 M为Al，R为Si，Si的质子数为14，其位置为第三周期ⅣA族；②M为Al具有还原性，能与具有氧化性的物质发生反应，如a、c，还能与d中NaOH溶液反应生成氢气，而高温下与氧化铁反应，与碳酸钠不反应，故答案为：be；

①以H2S起始浓度均为cmol•L﹣1测定H2S的转化率，985℃时H2S的转化率为40%，则

H2S（g）==H2（g）+S（g）

开始 c 0 0

转化0.4c 0.4c 0.4c

平衡0.6c 0.4c 0.4c 该反应的平衡常数K==；温度的升高，曲线b向曲线a逼近，反应速率加快，达到平衡时的时间缩短；②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应为H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，电解总反应的离子方程式为：2Fe2++2H+2Fe3++H2↑。

（3）继续通入0.30molSO2和0.15molO2，容器内压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动；用极限法求出n（SO3）的范围：假设平衡不移动，此时n（SO3）=0.18×2=0.36mol；

假设0.40molSO2完全生成SO3，根据化学方程式2SO2+O2⇌2SO3可知n（SO3）=0.4mol，所以再次达到平衡时，0.36＜n（SO3）＜0.40mol。

考点：考查化学平衡