Question

【题目】天然气部分氧化制取的化工原料气中，常含有氧硫化碳(COS，结构类似于CO2)，目前氧硫化碳脱除可采用氢解和水解两种方法，其反应原理如下:

氢解:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)

水解:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)

（1）氧硫化碳的电子式为________________________________。

（2）如下图是氧硫化碳水解和氢解平衡转化率随温度变化曲线。

①观察图像，水解与氢解相比优势为_________________________________。

②水解的△H___0(填“大于"或“小于”)

③已知:1molCOS(g)完全氢解能量变化为6.99kJ，若初始COS的物质的量为nmol，从反应开始到R点所示体系的能量变化为______kJ(只列式，不必计算)。

（3）氢解和水解产生的H2S必须进行回收处理，酸性、可溶性铁盐氧化H2S制取硫磺工艺备受重视。

①写出酸性条件下用氢氧化铁溶液吸收H2S制取硫磺的离子方程式___________________________。

②吸收H2S后的酸性废液中的Fe2+，可通过电解法使Fe3+再生，写出电解时总反应的离子方程式:__________。

③常温下，在c(H+)=0.30mo/L的酸性溶液中通入H2S至饱和，测得硫化氢的平衡浓度为0.10mol/L，计算此时溶液中c(S2-)=_______[忽略H2S电离生成的H+，Ka1(H2S)=1.3×10-7，Ka2(H2S)=7.0×10-15，结果保留两位有效数字。]

Answer 1

【答案】 水解利用廉价水蒸气作转化剂，比氢气便宜、易得(或水解在较低温度下，氧硫化碳具有较高的转化率，比氢解节约能源) 小于 96%n×6.99 2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S Fe2++2H+2Fe3++H2↑ 1.0×10-21mol/L

【解析】（1）氧硫化碳的电子式为；（2）①观察图像，根据氧硫化碳水解和氢解平衡转化率随温度变化曲线可知，水解与氢解相比优势为：水解利用廉价水蒸气作转化剂，比氢气便宜、易得(或水解在较低温度下，氧硫化碳具有较高的转化率，比氢解节约能源)；②根据曲线变化可知，升高温度，水解的平衡转化率降低，平衡逆向移动，逆反应为吸热，正反应为放热，△H小于0；③已知:1molCOS(g)完全氢解能量变化为6.99kJ，若初始COS的物质的量为nmol，从反应开始到R点（转化率为96%）所示体系的能量变化为96%×nmol×6.99kJ =96%n×6.99kJ；（3）①酸性条件下用氢氧化铁溶液吸收H2S制取硫磺，同时产生Fe2+，反应的离子方程式2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S；②吸收H2S后的酸性废液中的Fe2+，可通过电解法使Fe3+再生，电解时Fe2+失电子产生Fe3+，H+得电子产生H2，故总反应的离子方程式：Fe2++2H+2Fe3++H2↑；

③ H2S H+ + HS-

0.1mol/L 0.30ml/L c(HS-)

则Ka1(H2S)= ==1.3×10-7，解得c(HS-)=4.3×10-8mol/L；

HS- H+ + S2-

4.3×10-8mol/L 0.30ml/L c(S2-)

则Ka2(H2S)= ==7.0×10-15，解得c(S2-)=1.0×10-21mol/L。