Question

石油脱硫废气中含有较多的硫化氢，如何对其进行综合利用回收硫是研究的热点．完成下列填空：
（1）实验室用启普发生器制备硫化氢气体，原料可选用

 

（选填编号）．
a．稀盐酸与硫化铜b．稀硫酸与硫化亚铁
c．稀硝酸与硫化锌d．浓盐酸与硫化钠
若要得到一瓶干燥纯净的硫化氢，除启普发生器外，还应选用的装置依次是

 

（填编号）．
（2）如图⑧，将充满相同体积（同温同压）的二氧化硫与硫化氢气体的集气瓶对口放置，抽去毛玻璃片充分反应．观察到的现象是

 

．检验最终剩余气体的方法是

 

．
（3）一种回收硫的方法称为克劳斯法，其主要流程是先将部分H₂S氧化为SO₂，再与剩余H₂S作用．若废气中含67.2m³ H₂S，为充分回收硫，需要消耗空气

 

m³（设空气中O₂的体积分数为0.20）．
（4）工业上常用吸收-电解法回收硫．主要过程分两步：
第一步，用FeCl₃溶液吸收H₂S．此过程中溶液pH

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
第二步，过滤后对滤液进行电解，发生反应的离子方程式为：2Fe²⁺+2H⁺

通电

 2Fe³⁺+H₂↑
吸收-电解法的优势是：①H₂S的吸收率高；②

 

．
有人提出，第二步可以改为向所得溶液中通入O₂，也能实现同样的目的，此时发生反应的化学方程式为

 

．
（5）请再设计一种从硫化氢中回收硫的方法（用化学方程式表示）．

 

．

Answer 1

考点：常见气体制备原理及装置选择,物质分离、提纯的实验方案设计

专题：

分析：（1）启普发生器制取气体，所选试剂应为块状固体和液体，且反应不需要加热，气体不溶于水；依据硫化氢的性质回答即可；
（2）二氧化硫的密度大，抽去毛玻璃片之后，二氧化硫与硫化氢混合，二氧化硫具有强化性，硫化氢具有还原性，两者反应生成硫单质，据此解答即可；
（3）依据原理书写化学反应方程式，依据方程式找出硫化氢与氧气的关系，最后利用氧气所占空气的体积分数计算即可；
（4）依据化学反应方程式判断溶液酸性强弱变化，依据化学反应方程式得出铁离子可以被循环利用，最后利用氧化还原反应原理书写方程式即可；
（5）硫化氢具有还原性，利用氧化性物质与其反应即可得到单质S，据此解答即可．

解答： 解：（1）a．硫化铜不溶于盐酸，故a错误；
b．稀硫酸与硫化亚铁为块状固体和液体反应，且不需要加热，故b正确；
c．稀硝酸具有强氧化性，故c错误；
d．若用启普发生器制取气体，所选试剂应为块状固体和液体，且反应不需要加热，故d错误；
稀硫酸与硫化亚铁，稀盐酸与硫化亚铁制备硫化氢气体，反应试剂是固体和液体不加热反应生成气体，气体需要干燥，干燥硫化氢气态用氯化钙（②），硫化氢密度大于空气，故利用向上排空气法收集，即利用⑤，尾气需要处理，氢氧化钠与硫化氢反应，即选择⑥，
故答案为：b；②⑤⑥；
（2）二氧化硫的密度大，抽去毛玻璃片之后，二氧化硫与硫化氢混合，二氧化硫具有强化性，硫化氢具有还原性，两者反应生成硫单质和水，化学反应方程式为：2H₂S+SO₂=2H₂O+3S↓，故反应现象为：有黄色粉末析出，瓶壁上有小液滴，由于两者是按照体积比相等混合，依据化学反应方程式得出：二氧化硫有剩余，二氧化硫可使湿润的品红试纸褪色，利用此现象检验二氧化硫的存在即可，
故答案为：有黄色粉末析出，瓶壁上有小液滴；将湿润的品红试纸伸入瓶中，试纸褪色；
（3）依据题意可知：克劳斯法回收S涉及反应分别为：2H₂S+3O₂=2H₂O+2SO₂①；2H₂S+SO₂=2H₂O+3S↓②，①+②×2，得即每有6molH₂S转化生成S，需要氧气3mol，若废气中含67.2m³ H₂S，那么消耗氧气的体积为：

67.2

2

m³，即消耗空气为：

67.2

2

m³×5=168m³，故答案为：168；
（4）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⁺，离子反应方程式为：2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺，由于硫化氢为弱酸，盐酸为强酸，故反应后，氢离子浓度变大，故pH减小，过滤后对滤液进行电解，发生反应的离子方程式为：2Fe²⁺+2H⁺

通电

2Fe³⁺+H₂↑，分析发现又生成氯化铁，故氯化铁得到了循环利用，由于氧气具有强氧化性，产物是水，故可以利用氧气氧化亚铁离子变成铁离子，化学反应方程式为：4FeCl₂+O₂+4HCl=4FeCl₃+2H₂O，
故答案为：减小；FeCl₃溶液可循环利用；4FeCl₂+O₂+4HCl=4FeCl₃+2H₂O；
（5）硫化氢具有还原性，可以与氯气、氧气等反应，在此以氧气为例，化学反应方程式为2H₂S+O₂=2S+2H₂O，故答案为：2H₂S+O₂=2S↓+2H₂O．

点评：本题以脱硫为载体考查了可逆反应、氧化还原反应、电解原理等知识点，本题是一道综合题，难度中等，考查了学生运用知识解决问题的能力，涉及到的知识点较多．