Question

【題目】氫能是一種極具發展潛力的清潔能源。以太陽能為熱源，熱化學硫碘循環分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如下圖所示：

（1）反應Ⅰ的化學方程式是_______________________。

反應Ⅲ的化學方程式是____________________。

（2）SO2的排放是形成酸雨的原因之一，我們把pH小于_____的雨稱為酸雨。

（3）反應Ⅰ得到的產物用I2進行分離。該產物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層，分別是含低濃度I2的H2SO4層和高濃度的I2的HI層。

①根據上述事實，下列說法正確的是____________（選填序號）。

a．兩層溶液的密度存在差異

b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶

c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

②分離兩層液體用到的玻璃儀器主要有_____________________。

③辨別兩層溶液的方法是____________。

④經檢測，H2SO4層中c(H+)：c(SO42-)=2.06：1。其比值大于2的原因是__________________________。

（4）反應Ⅱ：2H2SO4(l)→2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)，已知生成9 g水蒸氣吸收137.5 KJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式_______________________。

Answer 1

【答案】 SO2+I2+2H2O→H2SO4+2HI 2HIH2+I2 5.6 ac 分液漏斗、燒杯 觀察溶液顏色，顏色深的為HI層，顏色淺的為硫酸層 硫酸層中含少量I2，I2與水反應產生HI，HI電離產生H+ 2H2SO4(l)→2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) -550 KJ

【解析】反應Ⅰ是SO2溶解于碘水，生成硫酸和HI，發生反應的化學方程式是SO2+I2+2H2O→H2SO4+2HI ；

反應Ⅲ是不穩定的HI受熱分解生成碘單質和氫氣，發生反應的化學方程式是2HIH2+I2。

正常的雨水因溶有二氧化碳而呈弱酸性，通常將pH小于 5.6的雨水稱為酸雨。

①a．兩層溶液的密度存在差，才出現上下層，故a正確；b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液互溶，與分層無關，故b錯誤；c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶，則碘在不同溶劑中溶解性不同，類似萃取，與分層有關，故c正確；故答案為ac；
②分液操作需要的主要玻璃儀器有分液漏斗、燒杯；

③辨別兩層溶液的方法是觀察顏色，顏色深的為HI層，顏色淺的為硫酸層；

④H2SO4層中c（H+）：c（SO42-）=2.06：1．其比值大于2的原因是硫酸層中含少量的I，且HI電離出氫離子。

9 g水蒸氣的物質的量為=0.5mol，則生成2mol水蒸氣吸收的熱量為137.5 KJ×4=-550 KJ，故該反應的熱化學方程式為2H2SO4(l)→2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) -550 KJ。