Question

【題目】H2S（常溫下，氫硫酸的Ka1=5.7×10-8，Ka2=1.2×10-15）廣泛存在于天然氣、合成氨原料氣、煉廠氣等，生產(chǎn)中需脫硫處理。回答下列問題

（1）著名的 Vanviel反應(yīng)為2nH2S+nCO2 （CH2O）n+nH2O+2nS↓，該反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化形式是________。

（2）脫除天然氣中H2S的工藝流程如下

①常溫下，“堿液吸收塔”中反應(yīng)HS-+OH- S2-+H2O的平衡常數(shù)K=________。

②“ THIOPAO”反應(yīng)器中，在脫氮硫桿菌的作用下，HS-氧化為S的離子方程式為________。

（3）銅（Ⅱ）沉淀及銅（Ⅱ）濕式氧化脫除硫化氫并可回收硫磺，主要步驟如下

（a）吸收H2S

（b）生成CuS沉淀

（c）CuCl2氧化CuS生成單質(zhì)S和CuCl2-

（d）通O2再生

①常溫下，沉淀反應(yīng)之一：HS-+Cu2+ CuS+H+的平衡常數(shù)K= ________（已知常溫下，KSP（CuS）=4×10-35）。

②CuCl2氧化CuS的離子方程式為 ________。

③通O2再生時(shí)的離子方程式為________ 。

Answer 1

【答案】光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 0.12 H2O+5HS-+2NO3- 5S↓+N2↑+7OH- 3×1019 Cu2++4Cl-+CuS=S+2CuCl2- 4CuCl2-+O2+4H+=4Cu2++2H2O+8Cl-

【解析】

(1)結(jié)合反應(yīng)需要光照的條件進(jìn)行分析；

(2)①根據(jù)反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式，結(jié)合Kw進(jìn)行計(jì)算；

②根據(jù)圖示信息確定反應(yīng)物和生成物，結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒書寫反應(yīng)的離子方程式；

(3)①結(jié)合平衡常數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算；

②CuCl2將CuS氧化，則生成S，同時(shí)Cu被還原為+1價(jià)，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；

③O2具有氧化性，能將CuCl2-氧化成Cu2+， 據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式。

(1)反應(yīng)過(guò)程中需要光照條件，涉及光能，因此反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化形式為光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；

(2)①該反應(yīng)的平衡常數(shù) ， 又Kw=c(H+)×c(OH-)，H2S的第二步電離平衡常數(shù) ， 因此該反應(yīng)的平衡常數(shù)；

②由圖可知，HS-氧化為S的過(guò)程中，NO3-參與反應(yīng)，且生成了N2， 反應(yīng)過(guò)程中S由－2價(jià)變?yōu)?/span>0，得到2個(gè)電子，N由＋5價(jià)變?yōu)?/span>0價(jià)， 失去10個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒可得HS－和S的系數(shù)為5，NO3－的系數(shù)為2，N2的系數(shù)為1；結(jié)合電荷守恒可得，生成OH－的系數(shù)為7；結(jié)合氫原子守恒可得參與反應(yīng)的H2O的系數(shù)為1；因此可得該反應(yīng)的離子方程式為：H2O＋5HS－＋2NO3－5S↓＋N2↑＋7OH－；

(3)①該反應(yīng)的平衡常數(shù) ， 而CuS的溶度積Ksp(CuS)=c(Cu2+)×c(S2-)，H2S的第二步電離平衡常數(shù) ， 因此該反應(yīng)的平衡常數(shù)；

②CuCl2將CuS氧化，則生成S，同時(shí)Cu被還原為+1價(jià)，形成CuCl2-， 該反應(yīng)的離子方程式為：Cu2＋＋4Cl－＋CuS=S＋2CuCl2－；

③O2具有氧化性，能將CuCl2-氧化成Cu2+， 該反應(yīng)的離子方程式為：4CuCl2－+O2+4H＋=4Cu2＋+2H2O+8Cl-