Question

【题目】氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

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）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为__________。

（2）H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是_____。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均为非气体，则该反应的化学方程式是______。

（3）将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图1所示。

①在图示的转化中，化合价不变的元素是______。

②反应中当有1 mol H2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3+的物质的量不变，需消耗O2的物质的量为______。

（4）将烧碱吸收H2S后的溶液加入到图2所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S2－－2e－=== S (n-1)S + S2－=== Sn2－

①写出电解时阴极的电极反应式________。

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成______。

Answer 1

【答案】CH4(g)＋2H2O(g) ＝CO2(g) ＋4H2(g) △H＝+165.0 kJmol－1 为H2S热分解反应提供热量 2H2S＋SO2 ===2H2O＋3S 或 4H2S＋2SO2===4H2O＋3S2 Cu、H、Cl(或铜、氢、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). 为H2S热分解反应提供热量 (3). 2H2S＋SO2 ===2H2O＋3S 或 4H2S＋2SO2===4H2O＋3S2 (4). Cu、H、Cl(或铜、氢、氯) (5). 0. 5 mol (6). 2H2O ＋2e－=== H2↑+ 2OH－ (7). Sn2－ ＋2H＋=== (n－1)S↓＋ H2S↑