Question

11．化石燃料開采、加工過程常產(chǎn)生H₂S廢氣，H₂S的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要課題．
（1）寫出H₂S的結(jié)構(gòu)式H-S-H．
（2）H₂S是二元弱酸，可溶于水．寫出其電離方程式H₂S?HS^-+H⁺，將少量氨氣通入H₂S溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式H₂S+NH₃=NH₄HS．
（3）H₂S易被氧化．將H₂S和空氣的混合氣體通入FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液中反應(yīng)可回收S，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖1所示．
①在圖示的轉(zhuǎn)化中，化合價(jià)不變的元素是Cu、H、Cl．
②反應(yīng)中保持溶液中Fe³⁺的物質(zhì)的量不變，當(dāng)有1mol H₂S轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)時(shí)，需要消耗O₂的物質(zhì)的量為0.5mol．
（4）H₂S不穩(wěn)定，在高溫下會(huì)分解生成硫蒸氣和H₂．若反應(yīng)過程中，混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如圖2所示，硫蒸氣的分子式為S₂．

Answer 1

分析 （1）H₂S中含有S-H鍵，與水的結(jié)構(gòu)相似；
（2）H₂S是二元弱酸，可電離出HS^-離子，與少量氨氣反應(yīng)可生成NH₄HS；
（3）根據(jù)圖中各元素化合價(jià)變化分析，該反應(yīng)中S元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià)、O元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子相等；
（4）根據(jù)題意知，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物是硫化氫，根據(jù)圖象知，生成物中含有S元素的物質(zhì)是氫氣的一半，則生成物是S₂和H₂，再結(jié)合反應(yīng)條件書寫方程式．

解答 解：（1）H₂S中含有S-H鍵，與水的結(jié)構(gòu)相似，結(jié)構(gòu)式為H-S-H，故答案為：H-S-H；
（2）H₂S是二元弱酸，可電離出HS^-離子，電離方程式為H₂S?HS^-+H⁺，與少量氨氣反應(yīng)可生成NH₄HS，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂S+NH₃=NH₄HS，
故答案為：H₂S?HS^-+H⁺；H₂S+NH₃=NH₄HS；
（3）①根據(jù)圖中各元素化合價(jià)知，Cu元素化合價(jià)都是+2價(jià)、H元素化合價(jià)都是+1價(jià)、Cl元素化合價(jià)都是-1價(jià)，所以化合價(jià)不變的是Cu、H、Cl元素，
故答案為：Cu、H、Cl；
②H₂S不穩(wěn)定，易被氧氣氧化生成S單質(zhì)，反應(yīng)方程式為2H₂S+O₂=2S+2H₂O，該反應(yīng)中S元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià)、O元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子相等得，反應(yīng)中當(dāng)有1mol H₂S轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)時(shí)，保持溶液中Fe³⁺的物質(zhì)的量不變，消耗O₂的物質(zhì)的量=$\frac{1mol}{2}$=0.5mol，
故答案為：0.5mol；
（4）根據(jù)題意知，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物是硫化氫，根據(jù)圖象知，生成物中含有S元素的物質(zhì)是氫氣的一半，則生成物是S₂和H₂，該反應(yīng)方程式為2H₂S?2H₂+S₂，故答案為：S₂．

點(diǎn)評(píng) 本題以S為載體考查了氧化還原反應(yīng)，圖象分析判斷等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，會(huì)正確分析圖象中各個(gè)物理量的含義是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合氧化還原反應(yīng)中各個(gè)物理量之間的關(guān)系，化學(xué)方程式書寫等有關(guān)知識(shí)來分析解答即可，題目難度中等．