Question

開發(fā)氫能是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。硫鐵礦（FeS2）燃燒產(chǎn)生的SO2通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H2SO4，又能制H2。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）已知1 g FeS2完全燃燒放出7.1 kJ熱量，FeS2燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________。

（2）該循環(huán)工藝過程的總反應(yīng)方程式為_____________________________________。

（3）用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是_______________________________________________________。

（4）用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料（用MH表示），NiO（OH）作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長(zhǎng)壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為：

NiO（OH）＋MHNi（OH）2＋M

①電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________________________。

②充電完成時(shí)，Ni（OH）2全部轉(zhuǎn)化為NiO（OH）。若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2，O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為____________________________。

 

Answer 1

（1）（1）4FeS2（s）＋11O2（g）=2Fe2O3（s）＋8SO2（g）；ΔH＝－3 408 kJ·mol－1

（2）2H2O＋SO2=H2SO4＋H2

【解析】該工藝過程的原理是：①SO2＋I2＋2H2O=H2SO4＋2HI，②2HI=H2↑＋I2。則總反應(yīng)式為①＋②，即2H2O＋SO2=H2SO4＋H2。（4）①蓄電池放電時(shí)是原電池、充電時(shí)是電解池。只要記清原電池中“負(fù)氧化、正還原”，電解池中“陽(yáng)氧化、陰還原”的規(guī)律，在寫電極反應(yīng)式時(shí)先弄清楚是原電池還是電解池，然后將給出的總反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)按需選取即可。②中陰極的電極反應(yīng)有兩個(gè)，第一階級(jí)是充電時(shí)的反應(yīng)式，由①中的方法不難確定為M＋H2O＋e－=MH＋OH－，第二階段為吸收氧氣的電解反應(yīng)式，由題意氧氣在陰極被還原，結(jié)合該蓄電池中電解質(zhì)溶液顯堿性可知氧氣被還原為OH－，所以其電極方程式為：2H2O＋O2＋4e－=4OH－。

（3）減小H2濃度，使HI分解平衡正向移動(dòng)，提高HI的分解率

（4）①M(fèi)H＋OH－－e－=M＋H2O

②2H2O＋O2＋4e－=4OH－