Question

17．煤是我國(guó)重要的化石燃料，煤化工行業(yè)中產(chǎn)生的H₂S也是一種重要的工業(yè)資源．
（1）煤液化是化學(xué)（填“物理”或“化學(xué)”）變化過程．
（2）煤液化過程中產(chǎn)生的H₂S可生產(chǎn)硫酸，部分過程如圖1所示：

①SO₂反應(yīng)器中的化學(xué)方程式是2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃．
②生產(chǎn)過程中的尾氣需要測(cè)定SO₂的含量符合標(biāo)準(zhǔn)才能排放．已知有V L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）尾氣，通入足量H₂O₂吸收再加足量BaCl₂溶液充分反應(yīng)后（不考慮尾氣中其他成分的反應(yīng)），過濾、洗滌、干燥、稱量得到b g沉淀．H₂O₂吸收SO₂的化學(xué)方程式是SO₂+H₂O₂=H₂SO₄；尾氣中SO₂的含量（體積分?jǐn)?shù)）的計(jì)算式是$\frac{22.4b}{233V}$×100%．
（3）H₂S還可用于回收單質(zhì)硫．含有H₂S和空氣的尾氣按一定流速通入酸性FeCl₃溶液，可實(shí)現(xiàn)空氣脫硫，得到單質(zhì)硫．FeCl₃溶液吸收H₂S過程中，溶液中的n（Fe³⁺）、被吸收的n（H₂S） 隨時(shí)間t的變化如圖2．
①由圖中信息可知，0～t₁時(shí)，一定發(fā)生的反應(yīng)是H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺（用離子方程式表示）．
②t₁以后，溶液中n （Fe³⁺）保持基本不變，原因是t₁時(shí)刻后，溶液中的Fe²⁺被O₂氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺再與H₂S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以n（Fe³⁺）基本不變（或2H₂S+O₂=2S+2H₂O）．

Answer 1

分析 （1）煤液化就是以煤為原料生產(chǎn)甲醇的過程，是化學(xué)變化；
（2）煤液化過程中產(chǎn)生的H₂S可生產(chǎn)硫酸的流程為：煤液化過程中產(chǎn)生的H₂S被空氣中的氧氣氧化成二氧化硫，二氧化硫進(jìn)一步被氧化成三氧化硫，在吸收塔中冷循環(huán)酸吸收三氧化硫生成硫酸，據(jù)此答題；
（3）含有H₂S和空氣的尾氣按一定流速通入酸性FeCl₃溶液，硫化氫被鐵離子氧化成單質(zhì)硫，隨著時(shí)間的推移，溶液中的Fe²⁺被O₂氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺再與H₂S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫，所以n（Fe³⁺）基本不變，硫化氫不斷被氧化成硫單質(zhì)，據(jù)此答題．

解答 解：（1）煤液化就是以煤為原料生產(chǎn)甲醇的過程，是化學(xué)變化，
故答案為：化學(xué)；
（2）煤液化過程中產(chǎn)生的H₂S可生產(chǎn)硫酸的流程為：煤液化過程中產(chǎn)生的H₂S被空氣中的氧氣氧化成二氧化硫，二氧化硫進(jìn)一步被氧化成三氧化硫，在吸收塔中冷循環(huán)酸吸收三氧化硫生成硫酸，
①SO₂反應(yīng)器中的化學(xué)方程式是2SO₂+O₂ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃，
故答案為：2SO₂+O₂ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃；
②H₂O₂吸收SO₂的化學(xué)方程式是SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，硫酸與氯化鋇反應(yīng)硫酸鋇bg，所以SO₂的體積為$\frac{233}×22.4L$，則尾氣中SO₂的含量（體積分?jǐn)?shù)）為$\frac{\frac{233}×22.4}{V}$×100%=$\frac{22.4b}{233V}$×100%，
故答案為：$\frac{22.4b}{233V}$×100%；
（3）含有H₂S和空氣的尾氣按一定流速通入酸性FeCl₃溶液，硫化氫被鐵離子氧化成單質(zhì)硫，隨著時(shí)間的推移，溶液中的Fe²⁺被O₂氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺再與H₂S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫，所以n（Fe³⁺）基本不變，硫化氫不斷被氧化成硫單質(zhì)，
①由圖中信息可知，0～t₁時(shí)，鐵離子濃度在下降，所以一定發(fā)生的反應(yīng)是H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，
故答案為：H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺；
②t₁以后，溶液中n（Fe³⁺）保持基本不變，原因是t₁時(shí)刻后，溶液中的Fe²⁺被O₂氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺再與H₂S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以n（Fe³⁺）基本不變（或2H₂S+O₂=2S+2H₂O），
故答案為：t₁時(shí)刻后，溶液中的Fe²⁺被O₂氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺再與H₂S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以n（Fe³⁺）基本不變（或2H₂S+O₂=2S+2H₂O）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息能力，有一定的綜合性，難度不大，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)并能靈活運(yùn)用．