Question

【题目】硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：

① SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI ② 2HIH2+I2 ③ 2H2SO4 === 2SO2+O2+2H2O

（1）整个过程中SO2、I2的作用是______。

（2）一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol HI（g），发生反应②，已知H2的物质的量随时间的变化如图所示，则在0~2 min内的平均反应速率v (HI) =______；

（3）已知拆开1 mol H—I键需要消耗298kJ能量，形成1mol H—H键能够释放436kJ能量，形成1mol I—I键能够释放151kJ能量，则在反应②中，分解0.2mol HI时会______（填“吸收”或“释放”）______kJ能量。

（4）实验室用Zn和硫酸制H2，为了加快反应速率下列措施不可行的是__（填序号）

a．加入浓硝酸 b．加入少量CuSO4 固体 c．用粗锌代替纯锌 d．加热 e．把锌粒弄成锌粉 f．用98.3%的浓硫酸

（5）氢气可用于制燃料电池，某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：A极：2H2＋2O2－－4e－== 2H2O ，B极：O2＋4e－== 2O2－，则A极是电池的___极；电子从该极___（填“流入”或“流出”）。

Answer 1

【答案】催化作用（或催化剂或加快反应速率） 0.1mol/(L·min) 吸收 0.9 a、f 负极 流出

【解析】

（1）由题干提供的反应过程看出，SO2、I2参加了反应但没有消耗，所以整个过程中SO2、I2的作用是催化剂；

故答案为：催化剂；

（2）由图示知2min内，氢气的物质的量由0变为0.1mol，v(H2)=c(H2)/t==0.05mol/(Lmin)，由方程式2HI H2+I2得v(HI)= 2v(H2)= 0.05mol/(Lmin)×2=0.1mol/(Lmin)；

故答案为：0.1mol/(Lmin)；

（3）由方程式2HI H2+I2得，分解0.2mol的HI时，断开化学键吸收的能量为：298kJ×0.2=59.6kJ，形成化学键释放的能量为：436kJ×0.1+151kJ×0.1=58.7 kJ，吸收的能量大于释放的能量，所以该反应吸收能量，大小为59.6kJ-58.7kJ=0.9 kJ；

故答案为：吸收，0.9；

（4）a．浓硝酸属于强氧化性酸，与锌反应不生成氢气，故a不可行；

b．加入少量CuSO4 固体，锌置换出铜，构成了原电池，反应加快，故b可行；

c．用粗锌代替纯锌，杂质与锌构成了原电池的两极，形成原电池，反应加快，故c可行；

d．温度升高，反应加快，故d可行；

e．把锌粒弄成锌粉，增大了接触面积，反应加快，故e可行；

f．98.3%的浓硫酸具有强氧化性，与锌反应不生成氢气，故f不可行；

故答案为：a、f；

（5）由电极反应得，A极失去电子，是电池的负极；电子从负极流出；

故答案为：负极；流出。