Question

【題目】硫化氫氣體在資源利用和環(huán)境保護(hù)等方面均有重要應(yīng)用。

（1）工業(yè)采用高溫分解H2S制取氫氣，2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)，在膜反應(yīng)器中分離出H2。在容積為 2L 的恒容密閉容器中，控制不同溫度進(jìn)行此反應(yīng)。H2S的起始物質(zhì)的量均為 1mol，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)得H2S的轉(zhuǎn)化率如圖所示。曲線 a 表示H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系，曲線 b 表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率。

①反應(yīng)2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)的ΔH_________（填“>”“<”或“=”）0。

②985℃時(shí)，反應(yīng)經(jīng)過(guò)5 s達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率為40%，則用H2表示的反應(yīng)速率為v(H2) =___________。

③隨著H2S分解溫度的升高，曲線b向曲線a逐漸靠近，其原因是___________。

（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)化如下圖所示。

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

②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）工業(yè)上常采用上圖電解裝置電解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液，電解一段時(shí)間后，通入H2S 加以處理。利用生成的鐵的化合物K3[Fe(CN)6]將氣態(tài)廢棄物中的H2S 轉(zhuǎn)化為可利用的S，自身轉(zhuǎn)化為K4[Fe(CN)6]。

①電解時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為___________。

②當(dāng)有16 g S析出時(shí)，陰極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為___________。

③通入H2S 時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)，補(bǔ)全離子方程式：_________________

Answer 1

【答案】 > 0.04mol/(L·s) 溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短 Cu、Cl、H 增加氧氣的通入量或增加起始時(shí)c(Fe3+) Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3- 11.2L 2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓

【解析】（1）由圖象可知，溫度升高，轉(zhuǎn)化率增大，則平衡正移，所以正方向?yàn)槲鼰岱较�，�?/span>△H>0，H2S的物質(zhì)的量為1 mol，體積2L，起始濃度為0.5 molL1若985℃時(shí)，反應(yīng)經(jīng)5s達(dá)到平衡，此時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率為40%，則參加反應(yīng)的硫化氫為0.5 molL1×40%=0.2 molL1，v=△c/△t=0.04 molL1s1;隨著溫度升高，反應(yīng)速率逐漸加快，達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短，所以曲線b向曲線a逼近；故答案為：>；0.04mol/(L·s)；溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短。

（2） 通過(guò)圖示可以看出來(lái)Fe的化學(xué)價(jià)由+3變?yōu)?/span>+2，S的化合價(jià)由-2變0價(jià)，化合價(jià)沒(méi)有變的元素由Cu、Cl和H三種元素；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�。欲使生成的硫單質(zhì)中不含CuS，可采取的措施有：增加氧氣的通入量或增加起始時(shí)c(Fe3+)。故答案為：Cu、Cl、H；增加氧氣的通入量或增加起始時(shí)c(Fe3+)。

（3）①電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，先將[Fe（CN）6]4-轉(zhuǎn)化為Fe（CN）6]3-，化合價(jià)升高，所以反應(yīng)為：Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-；②根據(jù)2Fe（CN）63-+2CO32-+H2S=2Fe（CN）64-+2HCO3-+S和陰極反應(yīng)式為2HCO3-+2e-═H2↑+2CO32-，得到關(guān)系式為：H2↑～2CO32-～S，所以析出16g S的時(shí)候，生成標(biāo)況下的氫氣體積是11.2L；③根據(jù)化合價(jià)升降法及元素守可知方程式為2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓