化石燃料开采和加工过程中常有硫化氢废气．工业上可用硫化氢制取氢气.分析化学上硫化氢溶液用作离子分组试剂．(1)H2S的电子式为．(2)利用H2S废气制取氢气的常见方法有高温热分解法和电化学法两种．①高温热分解法的原理可表示为:H2S(g)?H2(g)+12S2(g).该反应的平衡常数表达为K= .实验表明随着反应温度的升高.K值逐渐增大.则下列措施� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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化石燃料开采和加工过程中常有硫化氢废气．工业上可用硫化氢制取氢气，分析化学上硫化氢溶液用作离子分组试剂．
（1）H₂S的电子式为

．
（2）利用H₂S废气制取氢气的常见方法有高温热分解法和电化学法两种．
①高温热分解法的原理可表示为：H₂S（g）?H₂（g）+

S₂（g），该反应的平衡常数表达为K=

，实验表明随着反应温度的升高，K值逐渐增大，则下列措施既能提高分解速率，又能提高H₂S的平衡转化率的是

（填字母）．
a．高温 b．低温 c．高压 d．催化剂
②电化学法制氢过程的示意图如图，反应池中发生反应的化学方程式为

．反应后的溶液浸入电解池，惰性电极a是

极，其电极反应式为

．
（3）25℃时，H₂S的两极电离常数依次为K₊₁=0.9×10^-7、K₊₂=1.2×10^-15，在含浓度均为0.1mol?L^-1的Fe²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺四种离子的溶液中，控制c（H⁺）=0.3mol?L^-1，加入0.1mol?L^-1H₂S溶液，能被沉淀的离子是

（已知K_sp（FeS）=6.3×10^-18，K_sp（CuS）=1.3×10^-36，K_sp（PbS）=3.4×10^-28，K_sp（MnS）=2.5×10^-13）

考点：化学平衡的影响因素,弱电解质在水溶液中的电离平衡,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,电解原理

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）H₂S为共价化合物，硫原子中最外层有8个电子达到稳定结构，分子中存在两个H-S键；
（2）①依据平衡常数概念书写表达式，用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，随着反应温度的升高，K值逐渐增大说明反应是吸热反应；已经影响化学平衡和反应速率的因素分析判断选项；
②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应，氯化铁氧化硫化氢为硫单质，氯化亚铁和氯化氢；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，a为阳极亚铁离子失电子生成铁离子，b为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，以此来解答．
（3）控制c（H⁺）=0.3mol?L^-1，依据电离常数计算硫离子浓度，结合溶度积常数和浓度商比较分析是否沉淀．

解答： 解：（1）H₂S为共价化合物，硫原子中最外层有8个电子达到稳定结构，分子中存在两个H-S键，电子式为：

，故答案为：

；
（2）①H₂S（g）?H₂（g）+

S₂（g），该反应的平衡常数表达为K=

c(H2)c

(S2)

c(H2S)

；实验表明随着反应温度的升高，K值逐渐增大，反应为吸热反应，既能提高分解速率，又能提高H₂S的平衡转化率的应该改变条件增大反应速率，平衡正向进行；
a．反应是吸热反应，高温平衡正向进行，反应速率增大，硫化氢转化率增大，故a符合；
b．反应是吸热反应，低温平衡逆向进行，反应速率减小，故b不符合；
c．反应是气体体积增大的反应，高压反应速率增大，平衡逆向进行，硫化氢转化率减小，故c不符合；
d．催化剂改变反应速率不改变化学平衡，硫化氢转化率不变，故d不符合；
故答案为：

c(H2)c

(S2)

c(H2S)

；a；
②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应，氯化铁氧化硫化氢为硫单质，反应的化学方程式为：H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl，氯化亚铁和氯化氢；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，a为阳极亚铁离子失电子生成铁离子，电极反应为：Fe²⁺-e^-=Fe³⁺，b为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气；
故答案为：H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；Fe²⁺-e^-=Fe³⁺；
（3）25℃时，H₂S的两极电离常数依次为K₁=0.9×10^-7、K₂=1.2×10^-15，在含浓度均为0.1mol?L^-1的Fe²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺四种离子的溶液中，控制c（H⁺）=0.3mol?L^-1，加入0.1mol?L^-1H₂S溶液，K₁=0.9×10^-7、K₂=1.2×10^-15，控制c（H⁺）=0.3mol?L^-1，H₂S?H⁺+HS^-，HS^-?H⁺+S^2-，K₁×K₂=

c2(H+)c(S2-)

c(H2S)

，c（S^2-）=

1.2×10-15×0.9×10-7×0.1

0．32

=1.2×10^-22，在含浓度均为0.1mol?L^-1的Fe²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺四种离子的溶液中，已知K_sp（FeS）=6.3×10^-18，K_sp（CuS）=1.3×10^-36，K_sp（PbS）=3.4×10^-28，K_sp（MnS）=2.5×10^-13），c（Fe²⁺）c（S^2-）=0.1×1.2×10^-22=1.2×10^-23＜K_sp（FeS），亚铁离子不能沉淀，
c（Cu²⁺）c（S^2-）=0.1×1.2×10^-22=1.2×10^-23＞1.3×10^-36，铜离子沉淀，有几次比较可知，Pb²⁺离子沉淀，Mn²⁺不能沉淀；
故答案为：Cu²⁺、Pb²⁺．

点评：本题考查了化学平衡影响因素，平衡常数计算分析，电解原理、沉淀软件排行的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．

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