Question

【題目】開發氫能是實現社會可持續發展的需要。硫鐵礦（FeS2）燃燒產生的SO2通過下列碘循環工藝過程既能制H2SO4，又能制H2。

請回答下列問題：

（1）已知1g FeS2完全燃燒放出7.1kJ熱量，FeS2的標準燃燒△H=______________。

（2）上圖中循環工藝過程的總反應方程式為__________________________________。

（3）用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負極材料（用MH）表示），NiO（OH）作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應為：Ni(OH)2＋M NiO(OH)＋MH，電池放電時，負極的電極反應式為____________________________________。

Answer 1

【答案】△H＝－852 kJ/mol 2H2O＋SO2=H2SO4＋H2 MH＋OH－－e－=M＋H2O

【解析】

（1）根據題目所給物質的量的多少結合熱化學方程式的書寫方法來回答，反應的化學方程式為：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，標出各物質的聚集狀態；在反應中4molFeS2的質量為m（FeS2）=4mol×120gmol-1=480g，放熱Q=480g×7.1kJ/g=3408kJ，標注物質聚集狀態和對應反應的焓變寫出；

（2）根據該循環的工藝流程是用硫鐵礦（FeS2）燃燒產生的SO2來制硫酸，在反應器中發生反應：SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4，在膜反應器中的反應為：2HI?I2+H2，將兩個方程式相加得；

（3）負極反應物MH失去電子，生成的H+在堿性條件下生成H2O。

（1）反應的化學方程式為：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，在反應中4molFeS2的質量為m（FeS2）=4mol×120gmol-1=480g，放熱Q=480g×7.1kJ/g=3408kJ，對應的熱化學方程式為：4FeS2（s）+11O2（g）=2Fe2O3（s）+8SO2（g）△H=-3408kJmol-1，故答案為：4FeS2（s）+11O2（g）=2Fe2O3（s）+8SO2（g）△H=-3408kJmol-1；

（2）在反應器中發生反應：SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4，在膜反應器中的反應為：2HI?I2+H2，將兩個方程式相加得：SO2+2H2O=H2SO4+H2，故答案為：SO2+2H2O=H2SO4+H2；

（3）負極反應物MH失去電子，生成的H+在堿性條件下生成H2O，電解反應式為：MH-e-+OH-=H2O+M，故答案為：MH-e-+OH-=H2O+M。