Question

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1 g FeS₂完全燃燒放出7.1 kJ熱量，FeS₂燃燒反應的熱化學方程式為____________________________________________________。

(2) 該循環工藝過程的總反應方程式為______________________________________。

(3) 用化學平衡移動的原理分析，在HI分解反應中使用膜反應器分離出H₂的目的是______ _____________________________________________________________________。

(4) 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：

NiO(OH) ＋ MHNi(OH)₂ ＋ M

①電池放電時，負極的電極反應式為_________________________________。

②充電完成時，Ni(OH)₂全部轉化為NiO(OH)。若繼續充電將在一個電極產生O₂，O₂擴散到另一個電極發生電極反應被消耗，從而避免產生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應式為___________________________________。

Answer 1

(1) 4FeS2(s)＋11O2(g)2Fe2O3(s)＋8SO2(g)；△H＝－3408 kJ/mol（4分） (2) 2H2O＋SO2＝H2SO4＋H2（3分） (3) 減小H2濃度，使HI分解平衡正向移動，提高HI的分解率（2分） (4) ①MH＋OH－－e－＝M＋H2O（2分）　　 ②2H2O＋O2＋4e－＝4OH－（3分）