－

②电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的 pH 约为 6～8，此时进入浓缩室的 OH可

L－1 乳酸溶液通电一段时间后， 浓度上升为 145 g/L(溶液体积变化忽略不 计。400 mL 10 g·

忽略不计)，阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为_____L (已知：乳酸的摩尔质量为 90 g/mol)。

【答案】第四周期ⅤA族 2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O 4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3 4OH--4e-═2H2O+O2↑或2H2O-4e-═O2↑+4H+ 6.72 【解析】 【分析】

（1）①由砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层可知，砷原子最外层有5个电子，4个电子层；

②根据题给信息可知，酸性条件下，硫化钠与和废水中的砷酸反应，生成难溶性的三硫化二砷和水；

（2）由题意可知，在微生物的作用下，CN-被氧气氧化成HCO3-，同时生成NH3，反应中碳元素化合价升高被氧化，氮元素化合价没有变化；

（3）①水电离出的氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氧气，破坏水的电离平衡，使溶液呈酸性；

②由电极反应式和生成HA的化学方程式可得：2HA—2 H+—H2，由此计算可得。 【详解】

（1）①由砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层可知，砷原子最外层有5个电子，4个电子层，则砷位于元素周期表第四周期ⅤA族，故答案为：第四周期ⅤA族； ②根据题给信息可知，酸性条件下，硫化钠与和废水中的砷酸反应，生成难溶性的三硫化二砷和水，反应中硫化钠做还原剂，砷酸做氧化剂，反应的离子方程式为2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O，故答案为：2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O；

（2）由题意可知，在微生物的作用下，CN-被氧气氧化成HCO3-，同时生成NH3，反应中碳元素化合价升高被氧化，氮元素化合价没有变化，则反应的离子方程式为4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3，故答案为：4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3；

（3）①水电离出的氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氧气，破坏水的电离平衡，使溶液呈酸性，溶液中氢离子浓度增大，电极反应式为4OH-或2H2O-4e-═O2↑+4H+，故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑或2H2O-4e-═O2↑+4H+；

②由电极反应式和生成HA的化学方程式可得：2HA—2 H+—H2，电解过程中生成HA的质

量为（145 g/L×0.4L—10 g/L×0.4L）=54g，则由HA和氢气的关系式可知阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为90g/mol×1×22.4L/mol=6.72L，故答案为：6.72。 2【点睛】

电渗析法处理厨房垃极发酵液时，阳极上水电离出的氢氧根放电，使溶液中氢离子浓度增大，氢离子从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室，阴极上水电离出的氢离子放电，使溶液中氢氧根浓度增大，溶液中A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，发生反应H++A-═HA，导致乳酸浓度增大是理解的关键，也是解答关键。

54g

12．氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景，含硫天然气制备氢气的流程如下。

请回答下列问题：

Ⅰ.转化脱硫：将天然气压入吸收塔，30℃时，在T.F菌作用下，酸性环境中脱硫过程示意图如图所示。

（1）过程i中H2S发生了___（填“氧化”或“还原”）反应。 （2）过程ii的离子方程式是___。

（3）已知：①Fe3+在pH＝1.9时开始沉淀，pH＝3.2时沉淀完全。

②30℃时，在T.F菌作用下，不同pH的FeSO4溶液中Fe2+的氧化速率如下表。 pH Fe2+氧化速率/（g·L－1·h－10.9 4.5 1.2 5.3 1.5 6.2 1.8 6.8 2.1 7.0 2.4 6.6 2.7 6.2 3.0 5.6 ） 请结合以上信息，判断工业脱硫应选择的最佳pH范围，并说明原因：___。 II.蒸气转化：在催化剂的作用下，水蒸气将CH4氧化。结合如图回答问题。

（4）①该过程的热化学方程式是___。

②比较压强p1和p2的大小关系：p1___p2（选填“>”“<”或“＝”）。 III.CO变换：500℃时，CO进一步与水反应生成CO2和H2。 IV.H2提纯：将CO2和H2分离得到H2的过程示意图如图。

（5）①吸收池中发生反应的离子方程式是___。 ②结合电极反应式，简述K2CO3溶液的再生原理：___。 【答案】氧化 4Fe2++O2+4H+

4Fe3++2H2O 1.5≤pH<1.9，当pH大于1.9时，Fe3+开始

沉淀，导致Fe2+和Fe3+浓度均下降，会降低反应速率。pH小于1.5时，T.F菌活性较低，反

－

应速率减慢 CH4（g）+H2O（g）＝CO（g）+3H2（g） △H＝+204kJmol1 ＞

CO2+H2O+CO32－＝2HCO3－ 阴极反应：2H2O+2e＝H2↑+2OH－，OH－+HCO3－＝CO32－+H2O；阳极反应：4H2O－4e＝O2↑+4H+，H++HCO3－＝CO2+H2O，阳极区多余的K+经阳离子交换膜进入阴极区，使K2CO3溶液得以再生 【解析】 【分析】

I．转化脱硫：将天然气压入吸收塔，30℃时，在T．F菌作用下，酸性环境中脱硫过程示意图如图2；

(1)硫化氢被硫酸铁氧化生成单质硫；

(2)过程Ⅱ是亚铁离子酸性条件下被氧气氧化生成铁离子；

(3)1.5≤PH＜1.9，当PH大于1.9时，Fe3+开始沉淀，导致Fe3+、Fe2+离子浓度均下降，降低反应速率，PH＜1.5时，T?F菌活性较低；

Ⅱ．(4)①在催化剂的作用下，水蒸气将CH4氧化生成一氧化碳和水蒸气，图中反应的焓变△H=2582kJ/mol-2378kJ/mol=204kJ/mol，标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式；

②图象中甲烷体积分数随压强增大而增大，据此分析；

Ⅳ．(5)①二氧化碳和碳酸钾溶液反应生成碳酸氢钾；

②碳酸氢根离子存在电离平衡、氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子。 【详解】

I．转化脱硫：将天然气压入吸收塔，30℃时，在T．F菌作用下，酸性环境中脱硫过程示意图如图2；

(1)硫化氢被硫酸铁氧化生成单质硫，过程i中H2S发生了氧化反应；

(2)过程Ⅱ是亚铁离子酸性条件下被氧气氧化生成铁离子，反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+

4Fe3++2H2O；

(3)Fe3+在pH=l.9时开始沉淀，pH=3.2时沉淀完全，分析30℃时，在T．F菌作用下，不同pH的FeSO4溶液中Fe2+的氧化速率可知：工业脱硫应选择的最佳pH范围1.5≤PH＜1.9，当PH大于1.9时，Fe3+开始沉淀，导致Fe3+、Fe2+离子浓度均下降，降低反应速率，PH＜1.5时，T?F菌活性较低，反应速率减慢；

Ⅱ．(4)①在催化剂的作用下，水蒸气将CH4氧化生成一氧化碳和水蒸气，图中反应的焓变△H=2582kJ/mol-2378kJ/mol=204kJ/mol，标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式为：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+204kJ/mol；

②反应后气体物质的量增大，增大压强平衡逆向进行，图象中甲烷体积分数随压强增大而增大，据此分析，比较压强P1和P2的大小关系：P1＞P2；

Ⅳ．(5)①将CO2和H2分离得到H2的过程示意图分析得到：二氧化碳和碳酸钾溶液反应生成碳酸氢钾，反应的离子方程式为CO2+H2O+CO32-=2HCO3-； ②HCO3-存在电离平衡：HCO3-H++CO32-，阴极H+放电浓度减小平衡右移，CO32-再生，

阴极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，OH-+HCO3-=CO32-+H2O，使碳酸钾溶液得以再生。

13．已知反应①2F2+2H2O=4HF+O2↑；②AlCl3+3NaHCO3=Al(OH)3↓+3NaCl+3CO2↑ ；③2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；④SO2+H2O=H2SO3⑤SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；⑥NaH+H2O=NaOH+H2↑；⑦CO＋H2O

高温CO2＋H2；⑧3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO

（1）上述反应中不属于氧化还原反应的有（填序号，下同）_____________

（2）H2O被氧化的是_____________；属于氧化还原反应，但H2O既不被氧化，也不被还原的是_____________。

（3）写出⑤的离子反应方程式_____________。

（4）用双线桥法表示反应⑧中电子转移的方向和数目，并指出氧化产物和还原产物。双线桥法：_____________；氧化产物：_____________；还原产物：_____________。 【答案】②④ ① ⑤⑧ SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl- HNO3 NO 【解析】 【分析】

（1）含元素化合价变化的反应为氧化还原反应；