Question

开发氢能是实现社会可持续发展的需要．硫铁矿（FeS₂）燃烧产生的SO₂通过下列碘循环工艺过程既能制H₂SO₄，又能制H₂．

请回答下列问题：
（1）已知1g FeS₂完全燃烧放出7.1kJ热量，FeS₂燃烧反应的热化学方程式为______．
（2）该循环工艺过程的总反应方程式为______．
（3）用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是______．
（4）用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池．电池充放电时的总反应为：NiO（OH）+MHNi（OH）₂+M
①电池放电时，负极的电极反应式为______．
②充电完成时，Ni（OH）₂全部转化为NiO（OH）．若继续充电将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为______．

Answer

（1）根据题目所给物质的量的多少结合热化学方程式的书写方法来回答；
（2）根据该循环的工艺流程是用硫铁矿（FeS2）燃烧产生的SO2来制硫酸进行分析；
（3）根据平衡移动的原理来分析；
（4）①根据负极反应的特点和总电池反应来回答；
②根据氧气进入另一个电极后所引发的反应来回答．
【解析】
（1）反应的化学方程式为：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，标出各物质的聚集状态；在反应中4 mol FeS2的质量为m（FeS2）=4 mol×120 g•mol-1=480 g，放热Q=480 g×7.1 kJ/g=3408 kJ，对应的热化学方程式为：4FeS2（s）+11O2（g）=2Fe2O3（s）+8SO2（g）△H=-3408 kJ•mol-1，故答案为：4FeS2（s）+11O2（g）=2Fe2O3（s）+8SO2（g）△H=-3408 kJ•mol-1；
（2）在反应器中发生反应：SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4，在膜反应器中的反应为：2HI⇌I2+H2，将两个方程式相加得：SO2+2H2O=H2SO4+H2，故答案为：SO2+2H2O=H2SO4+H2；
（3）在膜分离器中发生反应：2HI⇌I2+H2，将H2分离出来有利于平衡向右移动，利于I2和H2的生成，故答案为：有利于平衡向右移动，有利于碘和氢气的生成；
（4）①负极反应物MH失去电子，生成的H+在碱性条件下生成H2O，电解反应式为：MH-e-+OH-=H2O+M，故答案为：MH-e-+OH-=H2O+M；
②O2与MH发生反应，生成H2O和M，电极反应式为：4MH+O2+4e-=2H2O+4M，故答案为：4MH+O2+4e-=2H2O+4M．