Question

含硫化氢的工业废气要经过治理方能排放，既回收硫单质又防止大气污染．请根据如下治理方法回答相关问题．
（1）电解法治理硫化氢的工艺流程如下：

①FeCl₃溶液吸收H₂S的生成物是______
②用惰性电极电解滤液时，阴极的电极反应式为______，电解总反应的离子方程式是______
（2）富玛克斯法治理硫化氢的方法和步骤如下：
a．用2%?3%的Na₂CO₃溶液吸收含H₂S的废气，反应生成2种酸式盐；
b．向上述反应所得溶液中加入液体R-NO（R表示一种芳香烃基），发生如下反应：R-NO+NaHS+H₂O→R-NHOH+NaOH+S↓
C．步骤b生成的NaOH在溶液中与另一种酸式盐反应生成正盐；
d．R-NHOH与空气中的氧气反应又得到R-NO．
①写出上述a、c两步反应的离子方程式______、______．
②在上述治理硫化氢的全过程中，总反应的化学方程式是______，若某工厂每天需要处理含H₂S 10%的废气1800m³，在步骤d中理论上消耗空气______m³（空气中O2的体积百分含量以20%计算，所有气体体积均在标准状况下测得）．
（3）上述两种治理方法的共同优点是______．

Answer 1

解：（1）①三价铁具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间发生氧化还原反应，2FeCl₃+3H₂S=2FeCl₂+6HCl+3S↓，故答案为：FeCl₂、HCl和S（或答氯化亚铁、盐酸和硫单质）；
②电解氯化亚铁时，阴极发生氢离子得电子的还原反应，2H⁺+2e^-═H ₂↑，阳极亚铁离子发生失电子的氧化反应，2Fe²⁺═2Fe³⁺+2e^-，根据两极反应可写总的电解反应为：2Fe²⁺+2H⁺2Fe³⁺+H ₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-═H ₂↑；2Fe²⁺+2H⁺2Fe³⁺+H ₂↑；
（2）①碳酸钠和硫化氢发生的反应为：CO₃^2-+H₂S═HS^-+HCO₃^-，碳酸氢钠和强碱NaOH反应得到碳酸钠，
即HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H ₂O，故答案为：CO₃^2-+H₂S═HS^-+HCO₃^-；HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H ₂O；
②硫化氢可以被氧气氧化为单质硫，根据硫化氢和氧气的量的关系2H ₂S～O ₂，消耗氧气的量10%×1800m³×0.5=90m³，氧气站空气含量的20%，所以理论上消耗空气的体积=90m³×5=450m³，故答案为：450；
（3）两种方法中氯化铁和碳酸钠可以循环使用，故答案为：吸收剂可循环使用．
分析：（1）①三价铁具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间发生氧化还原反应；
②电解氯化亚铁时，阴极发生得电子的还原反应，根据两极反应可写总的电解反应；
（2）①碳酸钠和硫化氢发生复分解反应，碳酸氢钠和强碱NaOH反应得到碳酸钠；
②硫化氢可以被氧气氧化为单质硫，根据硫化氢和氧气的量的关系以及氧气在空气中的含量进行计算；
（3）两种方法中氯化铁和碳酸钠可以循环使用．
点评：本题是一道有关物质性质的综合题目，思维空间广，难度较大．