Question

【題目】硫化氫(H2S)是一種無色具有臭雞蛋氣味、能溶于水的高毒性的化合物，其廣泛存在化石燃料加工的尾氣中。為避免污染環(huán)境，可用活性炭材料進(jìn)行脫硫，脫硫的方法有物理吸附法、化學(xué)吸附法和氧化法。

(1)物理吸附法：

物理吸附法是先將尾氣緩緩?fù)ㄟ^活性炭，將H2S從尾氣中轉(zhuǎn)移到活性炭的微孔或表面，這是利用活性炭的___性。

(2)氧化法：

利用吸附在活性炭表面上的活性氧(O)，將H2S氧化成S而除去，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___。

(3)化學(xué)吸附法：

①利用H2S能溶于水，形成硫化氫溶液，更易被活性炭吸附。若0.1molL-1H2S的pH約為4，則H2S在水溶液中的電離方程式是___，被吸附的離子主要有___。

②工業(yè)生產(chǎn)中用CuCl2溶液處理活性炭的工藝稱為活性炭的改性，改性后的活性炭能提高化學(xué)吸附法中H2S的吸收量。

i.用不同濃度的CuCl2溶液改性后的活性炭對H2S吸附量的影響如圖所示。隨著CuCl2溶液濃度的升高，活性炭對硫化氫吸附量不再增加，原因是過多金屬離子阻塞活性炭內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致活性炭的吸附能力下降。改性后的活性炭，能提高H2S吸附量的原因是___(用離子方程式表示)。

ii.水膜處理對活性炭吸附H2S量也有影響。測定含水量不同時(shí)，活性炭對硫化氫吸附量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。

載水率(%)	0	5.32	10.23	15.33	20.19
吸附量(mg/g—活性炭)	19.62	21.52	32.42	31.28	30.78

注：載水率即單位質(zhì)量的活性炭吸附水的質(zhì)量。

活性炭載水率為10%以上時(shí)，吸附量降低，其可能的原因是___。

(4)下列關(guān)于活性炭處理H2S尾氣的說法正確的是___(選填字母序號)。

a．化學(xué)吸附過程中存在著電離平衡的移動(dòng)

b．活性炭改性時(shí)，CuCl2溶液的濃度越大，H2S的吸附量越大

c．其他條件相同時(shí)，低溫、緩慢通入尾氣更有利于H2S的物理吸附

d．適當(dāng)提高活性炭的載水率，可提高H2S吸附量的原因是活性炭吸附離子比吸附分子能力更強(qiáng)

Answer 1

【答案】吸附 H2S+O=S↓+H2O H2SH++ HS-、HS- H++ S2-（第二步電離可以不寫） HS－、H＋ Cu2++H2S=CuS↓+2H+ 當(dāng)水分不斷增加時(shí)，過多的水分子將活性炭表面的微孔結(jié)構(gòu)阻塞，導(dǎo)致活性炭吸附能力下降，吸附量降低 acd

【解析】

活性炭有吸附性可以吸附硫化氫氣體；活性氧可以和硫化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)；H2S是二元弱酸，在水溶液中分兩步電離；活性炭可以脫硫，脫去的是硫離子和硫氫根離子；隨著CuCl2溶液濃度的升高，會將硫離子轉(zhuǎn)化為硫化銅沉淀；載水量達(dá)到10%以上時(shí)，離子的濃度降低，吸附效果變差；活性炭處理H2S尾氣時(shí)的物理方法和化學(xué)方法，從活性炭的吸附能力和硫化氫的變化分析。

(1)物理吸附法是先將尾氣緩緩?fù)ㄟ^活性炭，將H2S從尾氣中轉(zhuǎn)移到活性炭的微孔或表面，這是利用活性炭的吸附性；

(2)吸附在活性炭表面上的活性氧(O)，會和H2S反應(yīng)生成S和水，化學(xué)反應(yīng)方程式為：H2S+O=S↓+H2O；

(3)①H2S是二元弱酸，在水溶液中的電離方程式是H2SH++ HS-、HS- H++ S2-，0.1molL-1H2S的pH約為4，說明H2S在水溶液的電離程度很低，電離出來的HS－很少，而S2－更少，因此被吸附的主要的離子是HS－以及溶液中的H＋；

②改性后的活性炭，能提高H2S吸附量的原因是硫化氫與氯化銅發(fā)生反應(yīng)，離子方程式為：Cu2++H2S=CuS↓+2H+；

活性炭載水率為10%以上時(shí)，當(dāng)水分不斷增加時(shí)，過多的水分子將活性炭表面的微孔結(jié)構(gòu)阻塞，導(dǎo)致活性炭吸附能力下降，吸附量降低；

(4) a．化學(xué)吸附過程中存在著電離平衡的移動(dòng)，硫化氫在水溶液存在電離平衡，銅離子的加入，促進(jìn)了硫化氫的電離，故a正確；

b．活性炭改性時(shí)，CuCl2溶液的濃度越大，過多金屬離子阻塞活性炭內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致活性炭的吸附能力下降，H2S的吸附不一定越大，故b錯(cuò)誤；

c．其他條件相同時(shí)，低溫，H2S在水溶液中的溶解度更大，緩慢通入尾氣，能讓H2S吸附更加完全，因此低溫、緩慢通入尾氣更有利于H2S的物理吸附，故c正確；

d．根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，適當(dāng)提高活性炭的載水率，可提高H2S吸附量，故d正確；

答案選acd。