氢能是一种极具发展潜力的清洁能源.以太阳能为热源.热化学硫碘循环分解水是一种高效.无污染的制氢方法.其反应过程如图1所示:(1)反应Ⅰ的化学方程式是SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI.(2)反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离.该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层
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分析 (1)由图可知,反应I为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI;
(2)①分成两层,与溶解性、密度有关;
②根据用盐酸酸化的氯化钡溶液鉴别上层溶液中的SO42-辨别两层溶液;
③H2SO4中c(H+):c(SO42-)=2.06:1,且HI电离出氢离子;
(3)①由图可知,X越大,转化率越低;
②分解反应为吸热反应,温度高,转化率大.
解答 解:(1)由图可知,反应I为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI,该反应为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,故答案为:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI;
(2)①a.两层溶液的密度存在差,才出现上下层,故a正确;
b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液互溶,与分层无关,故b错误;
c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶,则碘在不同溶剂中溶解性不同,类似萃取,与分层有关,故c正确;
故答案为:ac;
②因为溶液分成含低浓度I2的H2SO4层和高浓度的I2的HI层,则辨别两层溶液的方法是用盐酸酸化的氯化钡溶液鉴别上层溶液中的SO42-,故答案为:用盐酸酸化的氯化钡溶液鉴别上层溶液中的SO42-;
③H2SO4层中c(H+):c(SO42-)=2.06:1.其比值大于2的原因是硫酸层中含少量的I2,I2+H2O=HI+HIO,且HI电离出氢离子,故答案为:硫酸层中含少量的I2,I2+H2O=HI+HIO,且HI电离出氢离子;
(3)①由图可知,X越大,转化率越低,升高温度转化率增大,则X表示压强,故答案为:压强;
②由SO3(g)=SO2(g)+O2(g)△H>0,温度高,转化率大,图中等压强时L2对应的转化率大,则L1<L2,故答案为:L1<L2,分解反应为吸热反应,温度高,转化率大.
点评 本题考查混合物分离提纯及化学平衡等,为高频考点,把握发生的反应、平衡影响因素为解答的关键,侧重分析与应用能力的综合考查,题目难度中等.
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