Question

含硫化氫的工業(yè)廢氣要經(jīng)過治理方能排放，既回收硫單質(zhì)又防止大氣污染．請根據(jù)如下治理方法回答相關(guān)問題．
（1）電解法治理硫化氫的工藝流程如下：

①FeCl₃溶液吸收H₂S的生成物是______
②用惰性電極電解濾液時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為______，電解總反應(yīng)的離子方程式是______
（2）富瑪克斯法治理硫化氫的方法和步驟如下：
a．用2%?3%的Na₂CO₃溶液吸收含H₂S的廢氣，反應(yīng)生成2種酸式鹽；
b．向上述反應(yīng)所得溶液中加入液體R-NO（R表示一種芳香烴基），發(fā)生如下反應(yīng)：R-NO+NaHS+H₂O→R-NHOH+NaOH+S↓
C．步驟b生成的NaOH在溶液中與另一種酸式鹽反應(yīng)生成正鹽；
d．R-NHOH與空氣中的氧氣反應(yīng)又得到R-NO．
①寫出上述a、c兩步反應(yīng)的離子方程式______、______．
②在上述治理硫化氫的全過程中，總反應(yīng)的化學(xué)方程式是______，若某工廠每天需要處理含H₂S 10%的廢氣1800m³，在步驟d中理論上消耗空氣______m³（空氣中O2的體積百分含量以20%計(jì)算，所有氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得）．
（3）上述兩種治理方法的共同優(yōu)點(diǎn)是______．

Answer 1

解：（1）①三價(jià)鐵具有氧化性，硫化氫具有還原性，二者之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，2FeCl₃+3H₂S=2FeCl₂+6HCl+3S↓，故答案為：FeCl₂、HCl和S（或答氯化亞鐵、鹽酸和硫單質(zhì)）；
②電解氯化亞鐵時(shí)，陰極發(fā)生氫離子得電子的還原反應(yīng)，2H⁺+2e^-═H ₂↑，陽極亞鐵離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，2Fe²⁺═2Fe³⁺+2e^-，根據(jù)兩極反應(yīng)可寫總的電解反應(yīng)為：2Fe²⁺+2H⁺2Fe³⁺+H ₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-═H ₂↑；2Fe²⁺+2H⁺2Fe³⁺+H ₂↑；
（2）①碳酸鈉和硫化氫發(fā)生的反應(yīng)為：CO₃^2-+H₂S═HS^-+HCO₃^-，碳酸氫鈉和強(qiáng)堿NaOH反應(yīng)得到碳酸鈉，
即HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H ₂O，故答案為：CO₃^2-+H₂S═HS^-+HCO₃^-；HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H ₂O；
②硫化氫可以被氧氣氧化為單質(zhì)硫，根據(jù)硫化氫和氧氣的量的關(guān)系2H ₂S～O ₂，消耗氧氣的量10%×1800m³×0.5=90m³，氧氣站空氣含量的20%，所以理論上消耗空氣的體積=90m³×5=450m³，故答案為：450；
（3）兩種方法中氯化鐵和碳酸鈉可以循環(huán)使用，故答案為：吸收劑可循環(huán)使用．
分析：（1）①三價(jià)鐵具有氧化性，硫化氫具有還原性，二者之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
②電解氯化亞鐵時(shí)，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，根據(jù)兩極反應(yīng)可寫總的電解反應(yīng)；
（2）①碳酸鈉和硫化氫發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，碳酸氫鈉和強(qiáng)堿NaOH反應(yīng)得到碳酸鈉；
②硫化氫可以被氧氣氧化為單質(zhì)硫，根據(jù)硫化氫和氧氣的量的關(guān)系以及氧氣在空氣中的含量進(jìn)行計(jì)算；
（3）兩種方法中氯化鐵和碳酸鈉可以循環(huán)使用．
點(diǎn)評：本題是一道有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的綜合題目，思維空間廣，難度較大．