Question

【題目】天然氣是一種重要的化工原料，其中含有少量H2S羰基硫（COS），能引起催化劑中毒、化學(xué)產(chǎn)品質(zhì)量下降和大氣污染。

（1）氨水可以吸收H2S，若生成物是NH4HS，寫出反應(yīng)的離子方程式___。

（2）利用含Fe3+的溶液可以脫除其中的H2S。將H2S和空氣按一定流速通酸性FeCl3溶液，可實(shí)現(xiàn)空氣脫硫得到單質(zhì)硫。FeCl3溶液吸收H2S過程中，溶液中的n（Fe3+）、被吸收的n（H2S）隨時(shí)間t變化如圖。

①t1以前，溶液中n（Fe3+）不斷減小的原因是___（用離子方程式表示）。

②t1以后，溶液中n（Fe3+）基本保持不變，原因是___。此時(shí)，溶液中總反應(yīng)的離子方程式可以表示為___。

（3）羰基硫的堿性水解是常用的脫硫方法，其流程如圖：

①已知B是硫化鈉，C是一種正鹽，則B的電子式為___，C的化學(xué)式為___。

②寫出反應(yīng)②的離子方程式___。

③如圖是反應(yīng)②中，在不同反應(yīng)溫度下.反應(yīng)時(shí)間與H2產(chǎn)量的關(guān)系（Na2S初始含量為3mmol）。由圖像分析可知，a點(diǎn)時(shí)溶液中除S2O32-外，還有___（填含硫微粒的離子符號(hào)）。

Answer 1

【答案】H2S+NH3·H2O=NH4++HS-+H2O 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ t1以后溶液中同時(shí)發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)，Fe3+氧化吸收H2S和Fe2+被O2氧化再生Fe3+，當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)速率相等時(shí)，溶液中n(Fe2+)保持基本不變 2H2S+O22S↓+2H2O Na2CO3 2S2-+5H2OS2O32-+4H2↑+2OH- SO42-

【解析】

Fe3+與H2S發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+與S，同時(shí)Fe2+被空氣中氧氣氧化為Fe3+；天然氣中的羰基硫（COS）與氫氧化鈉反應(yīng)生成硫化鈉，是非氧化還原反應(yīng)，C是一種正鹽，推測(cè)C為碳酸鈉；硫化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成S2O32-、SO42-等其它含硫物質(zhì)。

（1）氨水中的一水合氨與H2S反應(yīng)中和反應(yīng)，生成NH4HS，離子方程式為H2S+NH3·H2O=NH4++HS-+H2O。

（2）①由圖可知，t1前n（Fe3+）迅速減小，被吸收的n（H2S）顯著增加，發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；

②t1以后溶液中同時(shí)發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)，Fe3+氧化吸收H2S、Fe2+被氧氣氧化再生成Fe3+，當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)速率相等時(shí)，溶液中n（Fe3+）基本保持不變。t1以后Fe3+起催化作用，總反應(yīng)方程式為2H2S+O22S↓+2H2O。

（3）①硫化鈉為離子化合物，由鈉離子、硫離子構(gòu)成，其電子式為，COS與氫氧化鈉反應(yīng)前后化合價(jià)沒有變化，生成含有+4價(jià)碳元素的正鹽，該正鹽為碳酸鈉，其反應(yīng)方程式為COS+4NaOH=Na2S+Na2CO3+2H2O。

②圖示說明：硫化鈉溶液加熱生成了Na2S2O3和氫氣，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平，則離子方程式為2S2-+5H2OS2O32-+4H2↑+2OH-。

③根據(jù)圖像可知，a點(diǎn)時(shí)氫氣是10mol，說明反應(yīng)中共有20mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則根據(jù)得失電子守恒可知，3mol硫化鈉分子必須提供20mol電子，全部轉(zhuǎn)化為硫代硫酸鈉轉(zhuǎn)移12mol電子，全部轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈉轉(zhuǎn)移18mol電子，全部轉(zhuǎn)化為硫酸鈉轉(zhuǎn)移24mol電子，所以a點(diǎn)時(shí)溶液中除S2O32-外，還有SO42-。