Question

【題目】硫—碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應：

① SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI ② 2HIH2+I2 ③ 2H2SO4 === 2SO2+O2+2H2O

（1）整個過程中SO2、I2的作用是______。

（2）一定溫度下，向1L密閉容器中加入1mol HI（g），發(fā)生反應②，已知H2的物質的量隨時間的變化如圖所示，則在0~2 min內的平均反應速率v (HI) =______；

（3）已知拆開1 mol H—I鍵需要消耗298kJ能量，形成1mol H—H鍵能夠釋放436kJ能量，形成1mol I—I鍵能夠釋放151kJ能量，則在反應②中，分解0.2mol HI時會______（填“吸收”或“釋放”）______kJ能量。

（4）實驗室用Zn和硫酸制H2，為了加快反應速率下列措施不可行的是__（填序號）

a．加入濃硝酸 b．加入少量CuSO4 固體 c．用粗鋅代替純鋅 d．加熱 e．把鋅粒弄成鋅粉 f．用98.3%的濃硫酸

（5）氫氣可用于制燃料電池，某種氫氧燃料電池是用固體金屬化合物陶瓷作電解質，兩極上發(fā)生的電極反應分別為：A極：2H2＋2O2－－4e－== 2H2O ，B極：O2＋4e－== 2O2－，則A極是電池的___極；電子從該極___（填“流入”或“流出”）。

Answer 1

【答案】催化作用（或催化劑或加快反應速率） 0.1mol/(L·min) 吸收 0.9 a、f 負極 流出

【解析】

（1）由題干提供的反應過程看出，SO2、I2參加了反應但沒有消耗，所以整個過程中SO2、I2的作用是催化劑；

故答案為：催化劑；

（2）由圖示知2min內，氫氣的物質的量由0變?yōu)?.1mol，v(H2)=c(H2)/t==0.05mol/(Lmin)，由方程式2HI H2+I2得v(HI)= 2v(H2)= 0.05mol/(Lmin)×2=0.1mol/(Lmin)；

故答案為：0.1mol/(Lmin)；

（3）由方程式2HI H2+I2得，分解0.2mol的HI時，斷開化學鍵吸收的能量為：298kJ×0.2=59.6kJ，形成化學鍵釋放的能量為：436kJ×0.1+151kJ×0.1=58.7 kJ，吸收的能量大于釋放的能量，所以該反應吸收能量，大小為59.6kJ-58.7kJ=0.9 kJ；

故答案為：吸收，0.9；

（4）a．濃硝酸屬于強氧化性酸，與鋅反應不生成氫氣，故a不可行；

b．加入少量CuSO4 固體，鋅置換出銅，構成了原電池，反應加快，故b可行；

c．用粗鋅代替純鋅，雜質與鋅構成了原電池的兩極，形成原電池，反應加快，故c可行；

d．溫度升高，反應加快，故d可行；

e．把鋅粒弄成鋅粉，增大了接觸面積，反應加快，故e可行；

f．98.3%的濃硫酸具有強氧化性，與鋅反應不生成氫氣，故f不可行；

故答案為：a、f；

（5）由電極反應得，A極失去電子，是電池的負極；電子從負極流出；

故答案為：負極；流出。