【氢能是一种极具发展潜力的清洁能源．硫碘循环分解水是最具潜力-查字典问答网

来自金庆辉的问题

　　【氢能是一种极具发展潜力的清洁能源．硫碘循环分解水是最具潜力的制氢方法．其反应原理如下：Ⅰ．SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HIⅡ．2H2SO4=2SO2+O2+2H2OⅢ．2HI=H2+I2（1）反应Ⅱ在低温条件下不能自发进行】

　　氢能是一种极具发展潜力的清洁能源．硫碘循环分解水是最具潜力的制氢方法．其反应原理如下：

　　Ⅰ．SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HIⅡ．2H2SO4=2SO2+O2+2H2OⅢ．2HI=H2+I2

　　（1）反应Ⅱ在低温条件下不能自发进行的原因是___．

　　在反应器中加入SO2、I2、H2O的物质的量分别为1mol、9mol、16mol，充分反应静置后得到混合物分成两层--上层是含低浓度I2的H2SO4层和下层是高浓度的I2的HI层．

　　①根据上述事实，下列说法正确的是___（选填序号）．

　　a．H2SO4溶液和HI溶液不互溶

　　b．HI溶液的密度大于H2SO4溶液的密度

　　c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

　　②辨别两层溶液的方法是___．

　　③HI层中存在I-+I2⇌I3-，c（H+）___c（I-）+c（I3-）（填大于、小于或等于）

　　（2）已知：SO3（g）+H2O（g）=H2SO4（l）△H=-177kJ/mol

　　2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）△H=+196kJ/mol

　　则2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）的△H=___ kJ/mol

　　（3）电解乙醇水溶液制备氢气具有诱人的前景，如图是电解乙醇水溶液的装置剖面，MEA为电解质膜允许质子通过．

　　①通电电解前需要向阴极区通入氩气，其目的是___

　　②写出阳极电极反应式___．

1回答

2020-04-26 22:25

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邱德红

　　（1）反应Ⅱ的△S>0，如能自发进行，应满足△H-T•△S∵0，在低温条件下不能自发进行，说明△H>0，故答案为：△H>0；

　　①a．硫酸和HI都溶于水，溶液不分层，故a错误；

　　b．由题给信息可知溶液的密度与碘的浓度有关，不能确定碘的HI以及硫酸溶液的密度大小，故b错误；

　　c．由题给信息可知碘在HI溶液中浓度较大，故c正确．

　　故答案为：c；

　　②由题给信息可知混合物分成两层--上层是含低浓度I2的H2SO4层和下层是高浓度的I2的HI层，可观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是硫酸层，

　　故答案为：观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是硫酸层；

　　③溶液中存在电荷守恒c（H+）=c（OH-）+c（I-）+c（I3-），则c（H+）大于c（I-）+c（I3-），故答案为：大于；

　　（2）已知：①SO3（g）+H2O（g）=H2SO4（l）△H=-177kJ/mol，②2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）△H=+196kJ/mol，

　　利用盖斯定理将②-①×2可得2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）的△H=196kJ/mol-2×（-177kJ/mol）=+550kJ/mol，

　　故答案为：+550；

　　（3）①阴极发生还原反应生成氢气，应先排出空气，可通入氩气，故答案为：赶出装置中的空气；

　　②由图示可知乙醇被氧化生成二氧化碳，电极方程式为 CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+，故答案为：CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+．

2020-04-26 22:29:40