Question

【題目】氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。

已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝206.2kJmol－1

CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝247.4 kJmol－1

2H2S(g)===2H2(g)＋S2(g) ΔH＝169.8 kJmol－1

（1）以甲烷為原料制取氫氣是工業上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為__________。

（2）H2S熱分解制氫時，常向反應器中通入一定比例空氣，使部分H2S燃燒，其目的是_____。燃燒生成的SO2與H2S進一步反應，生成物在常溫下均為非氣體，則該反應的化學方程式是______。

（3）將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應回收S，其物質轉化如圖1所示。

①在圖示的轉化中，化合價不變的元素是______。

②反應中當有1 mol H2S轉化為硫單質時，保持溶液中Fe3+的物質的量不變，需消耗O2的物質的量為______。

（4）將燒堿吸收H2S后的溶液加入到圖2所示的電解池的陽極區進行電解。電解過程中陽極區發生如下反應：S2－－2e－=== S (n-1)S + S2－=== Sn2－

①寫出電解時陰極的電極反應式________。

②電解后陽極區的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質，其離子方程式可寫成______。

Answer 1

【答案】CH4(g)＋2H2O(g) ＝CO2(g) ＋4H2(g) △H＝+165.0 kJmol－1 為H2S熱分解反應提供熱量 2H2S＋SO2 ===2H2O＋3S 或 4H2S＋2SO2===4H2O＋3S2 Cu、H、Cl(或銅、氫、氯) 0. 5 mol 2H2O ＋2e－=== H2↑+ 2OH－ Sn2－ ＋2H＋=== (n－1)S↓＋ H2S↑

【解析】

(1). CH4(g)＋2H2O(g) ＝CO2(g) ＋4H2(g) △H＝+165.0 kJmol－1 (2). 為H2S熱分解反應提供熱量 (3). 2H2S＋SO2 ===2H2O＋3S 或 4H2S＋2SO2===4H2O＋3S2 (4). Cu、H、Cl(或銅、氫、氯) (5). 0. 5 mol (6). 2H2O ＋2e－=== H2↑+ 2OH－ (7). Sn2－ ＋2H＋=== (n－1)S↓＋ H2S↑