Question

【題目】H2S是嚴(yán)重危害環(huán)境的氣體，采取多種方法減少H2S的排放并加以資源利用。

(1) 用Fe2(SO4)3吸收H2S。在配制硫酸鐵溶液時(shí)需要向溶液中加入一定量的硫酸，其目的是：________________。吸收時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________。反應(yīng)后的溶液在硫桿菌作用下進(jìn)行再生，反應(yīng)為：4FeSO4＋O2＋2H2SO4==2Fe2(SO4)3＋2H2O。

圖1、圖2為再生時(shí)Fe2＋的轉(zhuǎn)化速率與反應(yīng)條件的關(guān)系。再生的最佳條件為_______________。若反應(yīng)溫度過(guò)高，反應(yīng)速率下降，其原因是_____________________。

(2) 在一定條件下，用H2O2氧化H2S。

隨著參加反應(yīng)的n(H2O2)/n(H2S)變化，氧化產(chǎn)物不同。當(dāng)n(H2O2)/n(H2S)＝4時(shí)，氧化產(chǎn)物的化學(xué)式為________________。

(3) H2S與CO2在高溫下反應(yīng)可生成氧硫化碳(COS)，其結(jié)構(gòu)式為________________。

(4)加熱條件下用O2氧化H2S，使硫元素轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)并回收，寫出氧氣氧化硫化氫的反應(yīng)方程式：______。

Answer 1

【答案】防止（抑制））Fe3+的水解2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋30℃、pH＝2.0 蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性)H2SO4 O=C=SO2+2H2S2S+2H2O

【解析】

（1）鐵離子水解生成氫氧化鐵變渾濁，配制硫酸鐵溶液時(shí)，加入適量的硫酸，硫酸抑制鐵離子的水解；Fe3+具有氧化性，H2S具有還原性，二者之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)；由圖象中曲線可知，使用硫桿菌的最佳條件是亞鐵離子氧化速率最大時(shí)，需要的溫度和溶液PH分別為：30℃、pH=2.0，溫度過(guò)高會(huì)使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，催化劑失去生理活性。（2）由得失電子數(shù)目守恒計(jì)算可知H2S被氧化生成H2SO4。（3）氧硫化碳可以看作是二氧化碳分子中的一個(gè)氧原子被硫原子取代。（4）加熱條件下，O2做氧化劑，H2S做還原劑。

（1）Fe2(SO4)3在溶液中水解生成氫氧化鐵膠體，加入稀硫酸，可以擬制Fe2(SO4)3水解；Fe2(SO4)3具有氧化性，H2S具有還原性，F(xiàn)e2(SO4)3與H2S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸亞鐵、硫酸和水，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋；由圖象中曲線可知，使用硫桿菌的最佳條件是亞鐵離子氧化速率最大時(shí)，需要的溫度和溶液PH分別為：30℃、pH=2.0，反應(yīng)溫度過(guò)高，反應(yīng)速率下降是因?yàn)樯郎厥沟鞍踪|(zhì)發(fā)生變性，催化劑失去生理活性。（2）當(dāng)n(H2O2)/n(H2S)=4時(shí)，結(jié)合氧化還原反應(yīng)電子守恒，4H2O2～4H2O～8e-，電子守恒得到H2S變化為+6價(jià)化合物，H2S～H2SO4～8e-，氧化產(chǎn)物的分子式為H2SO4。（3）氧硫化碳可以看作是二氧化碳分子中的一個(gè)氧原子被硫原子取代，由二氧化碳的結(jié)構(gòu)可知氧硫化碳的結(jié)構(gòu)為O=C=S。（4）加熱條件下，O2做氧化劑，H2S做還原劑，反應(yīng)生成硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為O2+2H2S2S+2H2O。