Question

脱硫天然气中的硫化氢既能减少环境污染，又可回收硫资源．
（1）硫化氢与FeCl₃溶液反应生成单质硫，其离子方程式为：

 

．
（2）用过量NaOH溶液吸收硫化氢后，以石墨作电极电解该溶液可以回收硫．其电解总反应方程式（忽略氧的氧化还原）为

 

；该方法的优点是

 

．
（3）一定温度下1mol NH₄HS固体在定容真空容器中可部分分解为和氨气．
①该反应平衡常数表达式：

 

．
②当反应达平衡时，p_氨气×p_硫化氢=a（Pa²），则容器中的总压为

 

Pa；（用含a的代数式表示）
③该反应达到平衡状态的标志：

 

；
A、平均摩尔质量不变          B、气体的密度不变
C、硫化氢的体积分数不变      D、体系的温度不变
E、正反应速率不变            F、NH₄HS的质量不变
④如图是上述反应过程中生成物浓度随时间变化的示意图．若t₂时增大氨气的浓度且在t₃时反应再次达到
平衡，请在图上画出t₂时刻后氨气、硫化氢的浓度随时间的变化曲线

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）硫化氢与FeCl₃溶液反应生成单质硫，H₂S具有强还原性，Fe³⁺具有较强的氧化性，可以将S^2-氧化成S单质；
（2）类比电解氯化钠饱和溶液的电解反应，写出电解硫化钠溶液的电解反应方程式，根据产物来说明反应的优点；
（3）①NH₄HS分解生成等量的硫化氢和氨气，依据平衡常数概念书写，注意固体不写入表达式；
②NH₄HS分解生成等量的硫化氢和氨气，NH₃与H₂S的分压相同；
③结合反应特征，依据反应正逆反应速率相同，各组成含量保持不变分析选项；
④t₂时增大氨气的浓度，达到新平衡时，氨的浓度比原平衡的浓度要高，且NH₃与H₂S浓度的降低比例是相同，据此来作图即可．

解答： 解：（1）H₂S具有强还原性，Fe³⁺具有较强的氧化性，可以将S^2-氧化成S单质，本身被还原成Fe²⁺，由于H₂S是弱电解质，故书写离子方程式时，应写其分子式，即2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺，故答案为：2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺；
（2）电解硫化钠溶液的电解反应方程式为：Na₂S+2H₂O

通电  .

S↓+H₂↑+2NaOH，根据反应方程式可以得出：产物除硫单质外，还有H₂和NaOH生成，所以该过程的优点是：副产物是氢气，生成的NaOH可循环利用；
故答案为：Na₂S+2H₂O

通电  .

S↓+H₂↑+2NaOH；副产氢气，生成的NaOH可循环利用；
（3）①NH₄HS固体在定容真空容器中可部分分解为和氨气，NH₄HS（s）=NH₃↑+H₂S↑，平衡常数K=[NH₃][H₂S]；
故答案为：[NH₃][H₂S]；
②NH₄HS=NH₃+H₂S，由NH₄HS分解的反应方程式可知：NH₃与H₂S的分压相同，故p_硫化氢=p_氨气=

a

Pa，所以平衡后的总压为p_硫化氢+p_氨气=2

a

Pa，故答案为：2

a

；
③NH₄HS（s）=NH₃↑+H₂S↑，反应是气体体积增大的吸热反应
A、硫氢化铵是固体，反应过程中和平衡状态平均摩尔质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故A不符合；       
B、反应前后气体质量增多，气体的密度不变，说明反应达到平衡状态，故B符合；
C、反应过程中和平衡状态下，硫化氢的体积分数始终不变，故C不符合；      
D、反应过程中一定伴随能量的变化，体系的温度不变，说明反应达到平衡状态，故D符合；
E、正反应速率不变，单位时间内生成气体浓度变化不变，说明反应达到平衡状态，故E符合；          
F、NH₄HS的质量不变说明反应达到平衡状态，故F符合；
故答案为：BDEF；
④t₂时增大氨气的浓度，达到新平衡时，氨的浓度比原平衡的浓度要高，并且产生的氨气和硫化氢的量是相等的，所以NH₃与H₂S浓度的降低比例是相同的，即图象中的斜率相同，即；
故答案为：．

点评：本题涉及氧化还原反应、电化学、化学反应速率和平衡等方面的有关知识，综合性强，难度增大．