Question

【题目】硫化氢是天然气及石油中含硫杂质，近年来发现H2S可用于高效制取氢气。回答下列问题：

(1)H2S可用FeCl3溶液、NaClO溶液及氨水等吸收。

①FeCl3溶液吸收H2S气体，该反应的还原产物为_________。

②NaClO溶液吸收H2S，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，则该反应的离子方程式

为___________。

(2) Linkkous等学者通过多硫化物作循环液，设计出如下四步反应：

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

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

四步反应的总反应的化学方程式为__________________；能量转化方式为______。

(3)克劳斯法脱硫包含的反应为：

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为了达到较好的脱硫率，除采用多级脱硫外，还可采取的措施是___________________。

(4)硫化氢裂解制氢气的反应为2H2S(g) S2 (g)+2H2 (g)，设起始时容器中只有H2S，平衡时三种物质的组成与裂解温度关系如图所示。

①A点时，H2S的转化率为_______________。

②B点时，设容器的总压为p Pa，则平衡常数Kp为________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

Answer 1

【答案】 Fe2+（或FeCl2） 4ClO-+H2S═4Cl-+SO42+2H+ H2S H2↑+S↓ 光能转化为化学能 控制=2（或其他合理答案） 50% pPa

【解析】 (1)①氯化铁具有氧化性氧化硫化氢为硫单质，反应的离子方程式为：2Fe3++H2S═2Fe2++2H++S↓，反应中铁元素的化合价降低，被还原，还原产物为Fe2+，故答案为：Fe2+；

②NaClO具有氧化性是氧化剂， H2S是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，反应的离子方程式为4ClO-+H2S═4Cl-+SO42+2H+，故答案为：4ClO-+H2S═4Cl-+SO42+2H+；

(2) 将(Ⅰ)×2+ (Ⅱ)+ (Ⅲ)+ (Ⅳ)的四步反应的总反应的化学方程式为H2S H2↑+S↓；根据反应方程式可知，该反应的本质是在催化剂作用下利用光能将硫化氢分解，能量转化方式为光能转化为化学能，故答案为：H2S H2↑+S↓；光能转化为化学能；

(3) ①i.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H1，ii.2H2S(g)+ SO2(g)=3S(s)+ 2H2O(l) △H2，根据盖斯定律，将(i+ii×2)×，得：H2S(g)+ O2(g)= S(s)+ 2H2O(l) △H3=，故答案为： ；

②根据反应H2S(g)+ O2(g)= S(s)+ 2H2O(l)，控制=2，可以达到较好的脱硫率，故答案为：控制=2；

(4) ①根据图像，A点时，硫化氢和氢气的物质的量相等，根据2H2S(g) S2 (g)+2H2 (g)，说明反应的硫化氢与剩余的硫化氢相等，H2S的转化率为50%，故答案为：50%；

②根据A点可知，起始时硫化氢为20mol，B点时，硫化氢与S2的物质的量相等，设分解的硫化氢为x，则20-x=，解得x=mol，容器中含有H2Smol，S2mol ，H2mol，物质的量分数分别为， ， ，平衡常数Kp==p，故答案为：p。