Question

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：

Answer 1

（1）由工艺流程图可知，SO ₂、I ₂、H ₂O反应生成H ₂SO ₄、HI _X，反应方程式为：SO ₂+x I ₂+2H ₂O═H ₂SO ₄+2HI _X，故答案为：SO ₂+x I ₂+2H ₂O═H ₂SO ₄+2HI _X；

（2）①由图1可知，平衡时氢气的物质的量为0.1mol，则：

2HI（g）⇌H ₂（g）+I ₂（g）

开始（mol）：100

变化（mol）：0.20.1 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=

0.1×0.1

0． 8 2 =

1

64 ，

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：

1

64 ；增大；

②使用膜反应器及时分离出H ₂，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I _x ^-转化为I ^-，发生反应：I _x ^-+（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：I _x ^-+（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I _x ^-转化为I ^-，在阳极区I _x ^-转化为I ₂，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HI _x生成I ₂、HI，反应方程式为：2HI _x═（x-1）I ₂+2HI，

故答案为：2HI _x═（x-1）I ₂+2HI；

（4）由工艺流程可知，电渗析装置与膜反应器中都产生I ₂，可以在反应器中循环利用，故答案为：I ₂．