Question

【题目】H2S存在于多种燃气中，脱除燃气中H2S的方法很多。

(1) 2019年3月《science direct》介绍的化学链技术脱除H2S的原理如图所示。

①“H2S氧化”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

②“HI分解”时，每1 mol HI分解生成碘蒸气和氢气时，吸收13 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：________。

③“Bunsen反应”的离子方程式为________。

(2) 电化学干法氧化法脱除H2S的原理如图所示。阳极发生的电极反应为________；阴极上COS发生的电极反应为________。

(3) 用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S法包含的反应如下：

(Ⅰ) H2S(g)H2S(aq)

(Ⅱ) H2S(aq) H＋+HS-

(Ⅲ) HS－+2Fe3＋=S↓+2Fe2＋+H＋

一定条件下测得脱硫率与Fe3＋浓度的关系如图所示。

①吸收液经过滤出S后，滤液需进行再生，较经济的再生方法是________。

②图中当Fe3＋的浓度大于10 g·L－1时，浓度越大，脱硫率越低，这是由于________。

Answer 1

【答案】1∶1 2HI(g)H2(g)+I2(g)；ΔH=+26 kJ/mol SO2+I2+2H2O=4H＋+SO42-+2I- 2S2--4e－=S2 COS+2e-=S2-+CO 通入足量O2(或空气) Fe3＋浓度增大，pH减小，使反应 (Ⅰ)、(Ⅱ)向逆反应方向移动且pH减小因素超过反应(Ⅲ) Fe3＋浓度增大因素

【解析】

(1)①“H2S氧化”为H2S与浓硫酸的反应产生S单质、SO2和H2O，结合电子守恒计算；

②1 mol HI分解生成碘蒸气和氢气时，吸收13 kJ的热量，结合状态及焓变书写热化学方程式；

③“Bunsen反应”中反应物为二氧化硫、碘、水，生成物为硫酸和HI；

(2)阳极上硫离子失去电子，阴极上COS得到电子；

(3)①吸收液经过滤出S后，滤液需进行再生，可利用氧气氧化亚铁离子；

②图中当Fe3+的浓度大于10 g/L时，浓度越大，酸性增强，导致脱硫率越低。

(1)①“H2S氧化”为H2S与浓硫酸的反应，由电子守恒可知，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为=；

②1 mol HI分解生成碘蒸气和氢气时，吸收13 kJ的热量，结合状态及焓变可知热化学方程式为2HI(g)H2(g)+I2(g)△H=+26kJ/mol；

③“Bunsen反应”中反应物为二氧化硫、碘、水，生成物为硫酸和HI，离子反应为SO2+I2+2H2O=4H＋+SO42-+2I-；

(2)由电化学干法氧化法脱除H2S的原理图2可知，阳极发生的电极反应为2S2--4e-═S2；阴极上COS发生的电极反应为COS+2e-═S2-+CO；

(3)①吸收液经过滤出S后，滤液需进行再生，较经济的再生方法是通入足量O2（或空气），

故答案为：通入足量O2（或空气）；

②图中当Fe3+的浓度大于10 g/L时，浓度越大，脱硫率越低，这是由于Fe3+浓度增大，pH减小，使反应（Ⅰ）、（Ⅱ）向逆反应方向移动且pH减小因素超过反应（Ⅲ） Fe3+浓度增大因素。