Question

【題目】硫化氫是天然氣及石油中含硫雜質(zhì)，近年來發(fā)現(xiàn)H2S可用于高效制取氫氣。回答下列問題：

(1)H2S可用FeCl3溶液、NaClO溶液及氨水等吸收。

①FeCl3溶液吸收H2S氣體，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為_________。

②NaClO溶液吸收H2S，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1，則該反應(yīng)的離子方程式

為___________。

(2) Linkkous等學(xué)者通過多硫化物作循環(huán)液，設(shè)計(jì)出如下四步反應(yīng)：

(Ⅰ)H2S+OH-=HS-+H2O (Ⅱ)2HS-+H2OH2↑+S22-

(Ⅲ)H2S+S22-=2HS-+S↓ (Ⅳ)HS-+H2O=H2S+OH-

四步反應(yīng)的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________；能量轉(zhuǎn)化方式為______。

(3)克勞斯法脫硫包含的反應(yīng)為：

2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H1

2H2S(g)+ SO2(g)=3S(s)+ 2H2O(l) △H2

H2S(g)+ O2(g)= S(s)+ 2H2O(l) △H3

①△H3=_________（用△H1、△H2表示）。

②為了達(dá)到較好的脫硫率，除采用多級(jí)脫硫外，還可采取的措施是___________________。

(4)硫化氫裂解制氫氣的反應(yīng)為2H2S(g) S2 (g)+2H2 (g)，設(shè)起始時(shí)容器中只有H2S，平衡時(shí)三種物質(zhì)的組成與裂解溫度關(guān)系如圖所示。

①A點(diǎn)時(shí)，H2S的轉(zhuǎn)化率為_______________。

②B點(diǎn)時(shí)，設(shè)容器的總壓為p Pa，則平衡常數(shù)Kp為________（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

Answer 1

【答案】 Fe2+（或FeCl2） 4ClO-+H2S═4Cl-+SO42+2H+ H2S H2↑+S↓ 光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 控制=2（或其他合理答案） 50% pPa

【解析】 (1)①氯化鐵具有氧化性氧化硫化氫為硫單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe3++H2S═2Fe2++2H++S↓，反應(yīng)中鐵元素的化合價(jià)降低，被還原，還原產(chǎn)物為Fe2+，故答案為：Fe2+；

②NaClO具有氧化性是氧化劑， H2S是還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1，反應(yīng)的離子方程式為4ClO-+H2S═4Cl-+SO42+2H+，故答案為：4ClO-+H2S═4Cl-+SO42+2H+；

(2) 將(Ⅰ)×2+ (Ⅱ)+ (Ⅲ)+ (Ⅳ)的四步反應(yīng)的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2S H2↑+S↓；根據(jù)反應(yīng)方程式可知，該反應(yīng)的本質(zhì)是在催化劑作用下利用光能將硫化氫分解，能量轉(zhuǎn)化方式為光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故答案為：H2S H2↑+S↓；光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；

(3) ①i.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H1，ii.2H2S(g)+ SO2(g)=3S(s)+ 2H2O(l) △H2，根據(jù)蓋斯定律，將(i+ii×2)×，得：H2S(g)+ O2(g)= S(s)+ 2H2O(l) △H3=，故答案為： ；

②根據(jù)反應(yīng)H2S(g)+ O2(g)= S(s)+ 2H2O(l)，控制=2，可以達(dá)到較好的脫硫率，故答案為：控制=2；

(4) ①根據(jù)圖像，A點(diǎn)時(shí)，硫化氫和氫氣的物質(zhì)的量相等，根據(jù)2H2S(g) S2 (g)+2H2 (g)，說明反應(yīng)的硫化氫與剩余的硫化氫相等，H2S的轉(zhuǎn)化率為50%，故答案為：50%；

②根據(jù)A點(diǎn)可知，起始時(shí)硫化氫為20mol，B點(diǎn)時(shí)，硫化氫與S2的物質(zhì)的量相等，設(shè)分解的硫化氫為x，則20-x=，解得x=mol，容器中含有H2Smol，S2mol ，H2mol，物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為， ， ，平衡常數(shù)Kp==p，故答案為：p。