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工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如图所示： 请回答下列问题： （1）在反应器中发生反应的化学方程式是______． （2）在膜反应器中发生反应：2HI（g）?H2（g）+I2（g）△H＞0．若在一定条件密闭容器中加入1mol HI（g），n（H2）随时间（t）的变化关系如图1所示： ①该温度下，反应平衡常数K=______，若升高温度，K值将______（填“增大”、“减小”或“不变”）． ②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是______． （3）电渗析装置如图2所示：  ①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______． ②该装置中发生的总反应的化学方程式是______． （4）上述工艺流程中循环利用的物质是______． |
参考解答
432***125
2025-04-15 16:21:01
| （1）由工艺流程图可知，SO2、I2、H2O反应生成H2SO4、HIX，反应方程式为：SO2+x I2+2H2O═H2SO4+2HIX，故答案为：SO2+x I2+2H2O═H2SO4+2HIX； （2）①由图1可知，平衡时氢气的物质的量为0.1mol，则： 2HI（g）?H2（g）+I2（g） 开始（mol）：1 0 0 变化（mol）：0.2 0.1 0.1 平衡（mol）：0.8 0.1 0.1 由于反应前后气体的物质的量不变，故可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故k=
该反应正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应移动，平衡常数增大， 故答案为：
②使用膜反应器及时分离出H2，使平衡正向移动，提高HI的分解率，故答案为：使平衡正向移动，提高HI的分解率； （3）①由图2可知，在阴极区Ix-转化为I-，发生反应：Ix-+（x-1）e-═xI-，且阳极区的H+通过交换膜进入阴极区，得以生成HI溶液， 故答案为：在阴极区发生反应：Ix-+（x-1）e-═xI-，且阳极区的H+通过交换膜进入阴极区，得以生成HI溶液； ②由图2可知，在阴极区Ix-转化为I-，在阳极区Ix-转化为I2，阳极区的H+通过交换膜进入阴极区，得以生成HI溶液，即电解HIx生成I2、HI，反应方程式为：2HIx═（x-1）I2+2HI， 故答案为：2HIx═（x-1）I2+2HI； （4）由工艺流程可知，电渗析装置与膜反应器中都产生I2，可以在反应器中循环利用，故答案为：I2． |
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