Question

(14分)工業(yè)上用硫碘開路循環(huán)聯(lián)產氫氣和硫酸的工藝流程如下圖所示：

回答下列問題：

（1）在反應器中發(fā)生反應的化學方程式是______________。

（2）在膜反應器中發(fā)生反應：2HI(g) H2(g)十I2 △H>0。若在一定條件下密閉容器中加入l mol HI(g)， n(H2)隨時間(t)的變化如圖所示：

①該溫度下，反應平衡常數(shù)K=_______，若升高溫度，K值將_______

(填“增大”、“減小”或“不變?’)。

②用化學平衡原理解釋使用膜反應器及時分離出H2的目的是___________________

（3）電滲析裝置如下圖所示：

①結合電極反應式解釋陰極區(qū)HIx轉化為HI的原理是______________________________

②該裝置中發(fā)生的總反應的化學方程式是________________________

（4）上述工藝流程中循環(huán)利用的物質是_________。

 

Answer 1

（1）SO2+xI2+2H2O=H2SO4+2HIx；（2）①1/64，增大；②及時分離出H2，使平衡正向移動，提高HI的分解率；（3）①在陰極區(qū)發(fā)生反應：Ix-+(x-1)e-=xI-，且陽極區(qū)的H+通過交換膜進入陰極區(qū)，得以生成HI溶液；② 2HIx (x-1)I2+2HI；（4） I2

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)流程示意圖可知：在反應器中發(fā)生反應的化學方程式是SO2+xI2+2H2O=H2SO4+2HIx；（2）①該溫度下，反應平衡常數(shù)；由于該反應的正反應是吸熱反應，實驗根據(jù)平衡移動原理，升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，實驗化學平衡常數(shù)K值將增大；②使用膜反應器及時分離出H2，也就是減小了生成物的濃度，根據(jù)平衡移動原理，化學平衡向正反應方向移動，可以產生更多的生成物，從而提高了HI的分解率。（3）①由于陰極是與電源的負極連接的電極，有較多的負電荷，所以在陰極上發(fā)生反應：Ix-+(x-1)e-=xI-，根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，陽極區(qū)的H+通過交換膜進入陰極區(qū)，從而生成HI溶液；②根據(jù)電極反應式可知：該裝置中發(fā)生的總反應的化學方程式是2HIx (x-1)I2+2HI；（4）在上述工藝流程中循環(huán)利用的物質是I2。

考點：考查化學方程式、電解方程式、電極式的書寫、化學平衡常數(shù)的計算及溫度對它的影響、濃度對化學平衡移動的影響的知識。