【題目】利用太陽能熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水制氫反應(yīng)過程如下圖所示:

(1) 反應(yīng)中涉及的熱化學(xué)方程式為:

H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) ΔH=+177.3 kJ·mol1

2SO3(g) = 2SO2(g)+O2(g) ΔHa kJ·mol1

2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=+550.2 kJ·mol1 a ;

(2)反應(yīng)得到的產(chǎn)物可用I2進行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層 含低濃度I2H2SO4溶液層和高濃度的I2HI溶液層。

①區(qū)分兩層溶液可加入的試劑為 (填化學(xué)式)。

②下列說法正確的是 (填序號)。

A. SO2在反應(yīng)中作氧化劑

B. 加過量I2前,H2SO4溶液和HI不互溶

C. 兩層溶液的密度存在差異

D. I2HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

(3)用氧缺位鐵酸銅(CuFe2O4x)作催化劑,利用太陽能熱化學(xué)循環(huán)分解H2O也可制H2,其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如右圖所示。

①氧缺位鐵酸銅(CuFe2O4x)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

②若x0.15,則1 mol CuFe2O4參與該循環(huán)過程理論上一次能制得標準狀況下的H2體積為 L。

CuFe2O4可用電化學(xué)方法得到,其原理如圖所示,則陽極的電極反應(yīng)式為

【答案】(1)195.6(2)①BaCl2②CD

(3)CuFe2O4-xxH2OCuFe2O4xH23.36

Cu+2Fe+4O2--8eCuFe2O4

【解析】

試題分析:(1) 已知:H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) ΔH=+177.3 kJ·mol1

2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔHa kJ·mol1

2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ΔH=+550.2 kJ·mol1

則根據(jù)蓋斯定律可知①×2即得到反應(yīng),所以a550.2177.3×2=195.6;

(1)①由于含有硫酸,因此區(qū)分兩層溶液可加入的試劑為BaCl2A.S元素化合價升高,SO2在反應(yīng)中作還原,A錯誤;B.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液互溶,與分層無關(guān),B錯誤;C.兩層溶液的密度存在差,才出現(xiàn)上下層,C正確;D. .I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶,則碘在不同溶劑中溶解性不同,類似萃取,與分層有關(guān),D正確,答案選CD。

(3)根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知氧缺位鐵酸銅(CuFe2O4x)與水反應(yīng)生成氫氣和CuFe2O4,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuFe2O4-xxH2OCuFe2O4xH2;

根據(jù)中反應(yīng)的方程式可知x0.15,則1 mol CuFe2O4參與該循環(huán)過程理論上一次能制得標準狀況下的H2體積為0.15mol×22.4L/mol=3.36L。

電解池中陰離子向陽極移動,即O2-向陽極移動,陽極是金屬失去電子,結(jié)合O2-生成CuFe2O4,因此陽極的電極反應(yīng)式為Cu+2Fe+4O2--8eCuFe2O4;

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】標準狀況下,下列物質(zhì)所占體積最大的是( 。
A.98 g H2SO4
B.6.02×1023 CO2
C.44.8 L HCl
D.6 g H2

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【題目】與12.8g SO2所含有原子數(shù)相等的NO的質(zhì)量為

A 3.0g B 6.0g C9.0g D18.0g

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【題目】通過溶解、過濾、蒸發(fā)等操作,可將下列各組混合物分離的是( )

A. 硝酸鈉、氫氧化鈉 B. 氧化銅、二氧化錳

C. 氯化鉀、二氧化錳 D. 硫酸銅、氫氧化鈣

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【題目】次氯酸鹽電池的工作原理如圖,該電池反應(yīng)為:

Mg+ClO-+H20=Mg(0H)2+Cl-。下列有關(guān)說法正確的是

A.電池工作時,正極a附近的pH將不斷增大

B.電池工作時,C溶液中的溶質(zhì)是MgCl2

C.負極反應(yīng)式:ClO- +2e- +H20 = Cl- +20H-

D.b電極發(fā)生還原反應(yīng),每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,理論上生成0.1 mol Cl-

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【題目】(9)某化學(xué)興趣小組對生石灰與水反應(yīng)是顯著放熱反應(yīng)進行了實驗探究,在除了用手觸摸試管壁感覺發(fā)熱外,還設(shè)計了下列幾個可行性方案。

甲方案:將溫度計與盛放有生石灰的小試管用橡皮筋捆綁在一起,放入有水的小燒杯中,用膠頭滴管向小試管中緩緩滴入水,看到的現(xiàn)象是 ,說明反應(yīng)放熱。(下列裝置中支撐及捆綁等儀器已略去)

乙方案:將盛放有生石灰的小試管插入帶支管的試管中,支管接,用膠頭滴管向小試管中緩緩滴入水,看到的現(xiàn)象是(①) ,(②) ,說明反應(yīng)放熱。

丙方案:用膠頭滴管向盛放有生石灰且?guī)еЧ艿脑嚬苤械渭铀Ч芙拥膶?dǎo)管中盛適量無水硫酸銅粉末,看到的現(xiàn)象是 ,說明反應(yīng)放熱,其原因是 。

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【題目】蛋白質(zhì)是人體必需的重要營養(yǎng)成分之一。下列食物中,富含蛋白質(zhì)的是

A.豆腐 B.饅頭 C.西紅柿 D.豆油

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【題目】CuSO4是一種重要的化工原料,其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法正確的是

A.途徑和途徑都體現(xiàn)了硫酸的酸性和氧化性

B.Y可以是酒精溶液

C.CuSO4在1100分解所得氣體X可能是SO2和SO3的混合氣體

D.將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,可制得膽礬晶體

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【題目】為探究FeCl3溶液中的離子平衡和離子反應(yīng),某小組同學(xué)進行了如下實驗。

(1)配制50 mL 1.0 mol·L1的FeCl3溶液,測其pH約為0.7,即c(H+) = 0.2 mol·L1。

用化學(xué)用語解釋FeCl3溶液呈酸性的原因: 。

下列實驗方案中,能使FeCl3溶液pH升高的是 (填字母序號)。

a. 加水稀釋 b. 加入FeCl3固體

c. 滴加濃KSCN溶液 d. 加入NaHCO3固體

(2)小組同學(xué)利用上述FeCl3溶液探究其與足量鋅粉的反應(yīng)。實驗操作及現(xiàn)象如下:

操作

現(xiàn)象

向反應(yīng)瓶中加入6.5 g鋅粉,然后加入50 mL 1.0 mol·L1的FeCl3溶液,攪拌

溶液溫度迅速上升,稍后出現(xiàn)紅褐色沉淀,同時出現(xiàn)少量氣泡;反應(yīng)一段時間后靜置,上層溶液為淺綠色,反應(yīng)瓶底部有黑色固體

收集檢驗反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體

集氣管口靠近火焰,有爆鳴聲

已知:Zn的性質(zhì)與Al相似,能發(fā)生反應(yīng):Zn + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2

結(jié)合實驗現(xiàn)象和平衡移動原理解釋出現(xiàn)紅褐色沉淀的原因: 。

用離子方程式解釋反應(yīng)后溶液為淺綠色的原因: 。

分離出黑色固體,經(jīng)下列實驗證實了其中含有的主要物質(zhì)。

i. 黑色固體可以被磁鐵吸引;

ii. 向黑色固體中加入足量的NaOH溶液,產(chǎn)生氣泡;

iii. 將ii中剩余固體用蒸餾水洗滌后,加入稀鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡;

iv. 向iii反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液,無變化。

a. 黑色固體中一定含有的物質(zhì)是 。

b. 小組同學(xué)認為上述實驗無法確定黑色固體中是否含有Fe3O4,理由是 。

(3)為進一步探究上述1.0 mol·L1 FeCl3溶液中Fe3+和H+氧化性的相對強弱,繼續(xù)實驗并觀察到反應(yīng)開始時現(xiàn)象如下:

操作

現(xiàn)象

將5 mL 1.0 mol·L1的FeCl3溶液與0.65 g鋅粉混合

溶液溫度迅速上升,開始時幾乎沒有氣泡

與0.65 g鋅粉混合

溶液中立即產(chǎn)生大量氣泡

小組同學(xué)得出結(jié)論:在1.0 mol·L1 FeCl3溶液中,F(xiàn)e3+的氧化性比H+更強。

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