Question

【题目】硫化氢气体在资源利用和环境保护等方面均有重要应用。

（1）工业采用高温分解H2S制取氢气，2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)，在膜反应器中分离出H2。在容积为 2L 的恒容密闭容器中，控制不同温度进行此反应。H2S的起始物质的量均为 1mol，实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线 a 表示H2S的平衡转化率与温度的关系，曲线 b 表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。

①反应2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)的ΔH_________（填“>”“<”或“=”）0。

②985℃时，反应经过5 s达到平衡状态，此时H2S的转化率为40%，则用H2表示的反应速率为v(H2) =___________。

③随着H2S分解温度的升高，曲线b向曲线a逐渐靠近，其原因是___________。

（2）将H2S和空气的混合气体通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如下图所示。

①在图示的转化中，化合价不变的元素是____________。

②在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有____________。

（3）工业上常采用上图电解装置电解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液，电解一段时间后，通入H2S 加以处理。利用生成的铁的化合物K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的H2S 转化为可利用的S，自身转化为K4[Fe(CN)6]。

①电解时，阳极的电极反应式为___________。

②当有16 g S析出时，阴极产生的气体在标准状况下的体积为___________。

③通入H2S 时发生如下反应，补全离子方程式：_________________

Answer 1

【答案】 > 0.04mol/(L·s) 温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短 Cu、Cl、H 增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+) Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3- 11.2L 2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓

【解析】（1）由图象可知，温度升高，转化率增大，则平衡正移，所以正方向为吸热方向，即△H>0，H2S的物质的量为1 mol，体积2L，起始浓度为0.5 molL1若985℃时，反应经5s达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则参加反应的硫化氢为0.5 molL1×40%=0.2 molL1，v=△c/△t=0.04 molL1s1;随着温度升高，反应速率逐渐加快，达到平衡所需时间缩短，所以曲线b向曲线a逼近；故答案为：>；0.04mol/(L·s)；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短。

（2） 通过图示可以看出来Fe的化学价由+3变为+2，S的化合价由-2变0价，化合价没有变的元素由Cu、Cl和H三种元素；在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有：增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)。故答案为：Cu、Cl、H；增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)。

（3）①电解时阳极发生失电子的氧化反应，先将[Fe（CN）6]4-转化为Fe（CN）6]3-，化合价升高，所以反应为：Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-；②根据2Fe（CN）63-+2CO32-+H2S=2Fe（CN）64-+2HCO3-+S和阴极反应式为2HCO3-+2e-═H2↑+2CO32-，得到关系式为：H2↑～2CO32-～S，所以析出16g S的时候，生成标况下的氢气体积是11.2L；③根据化合价升降法及元素守可知方程式为2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓