Question

硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。

(1)將燒堿吸收H₂S后的溶液加入到如圖所示的電解池的陽(yáng)極區(qū)進(jìn)行電解。電解過(guò)程中陽(yáng)極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：

S^2－－2e^－===S　(n－1)S＋S^2－===S

①寫(xiě)出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：________________。

②電解后陽(yáng)極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫(xiě)成__________________________。

(2)將H₂S和空氣的混合氣體通入FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液中反應(yīng)回收S，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖所示。

①在圖示的轉(zhuǎn)化中，化合價(jià)不變的元素是________。

②反應(yīng)中當(dāng)有1 mol H₂S轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)時(shí)，保持溶液中Fe^3＋的物質(zhì)的量不變，需消耗O₂的物質(zhì)的量為_(kāi)_______。

③在溫度一定和不補(bǔ)加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分?jǐn)嚢琛Ｓ�使生成的硫單質(zhì)中不含CuS，可采取的措施有________________。

(3)H₂S在高溫下分解生成硫蒸氣和H₂。若反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如圖所示，H₂S在高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________。

Answer 1

(1)①2H₂O＋2e^－===H₂↑＋2OH^－　②S＋2H^＋===(n－1)S↓＋H₂S↑

(2)①Cu、H、Cl(或銅、氫、氯)�、�0.5 mol�、厶岣呋旌蠚怏w中空氣的比例

(3)2H₂S2H₂＋S₂

[解析] (1)①電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中H₂O電離出的H^＋被還原為H₂，即2H₂O＋2e^－===H₂↑＋2OH^－；②在酸性條件下，S^2－與H^＋結(jié)合生成H₂S，故S與酸發(fā)生反應(yīng)：S＋2H^＋===(n－1)S↓＋H₂S↑。(2)①由圖示可知，最終產(chǎn)物為CuS、HCl、S和FeCl₃，因而Cu、H、Cl三種元素的化合價(jià)未變。②根據(jù)電子守恒，1 mol H₂S轉(zhuǎn)化為S，失去2 mol電子，而1 mol O₂消耗4 mol電子，故1 mol H₂S消耗0.5 mol O₂。③為了把CuS轉(zhuǎn)化為S，應(yīng)加入氧化劑，在溶液的量不增加的前提下，只能增加O₂的量，即增加空氣的量。(3)結(jié)合圖像可知，體系中有3種組分，說(shuō)明H₂S未完全分解，即屬于可逆反應(yīng)。選取某溫度下各組分的體積分?jǐn)?shù)，如選取1300 ℃下各組分的體積分?jǐn)?shù)，結(jié)合S原子守恒，推出硫蒸氣的組成為S₂，可得反應(yīng)為2H₂S2H₂＋S₂。