Question

【题目】Ⅰ 硫化氢(H2S)的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。

（1）H2S和CO混合加热可制得羰基硫(COS)，羰基疏可作粮食熏蒸剂，能防止其些昆虫、线虫和真菌的危害。反应方程式为CO(g)+H2S(g)=COS(g)+H2(g)。

①羰基硫的电子式为__________。

②下列能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱的是_______（填字母代号）。

a．相同条件下水溶液的pH：Na2CO3＞Na2SO4

b．酸性：H2SO3＞H2CO3

c．S与H2的化合比C与H2的化合更容易

（2）H2S具有还原性，在酸性条件下，能与KMnO4反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，写出该反应的化学方程式____________。

（3）H2S气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸，25℃时，在0．10mol·L－1 H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2－)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。

①pH=13时，溶液中的c(H2S)＋c(HS－)=______ mol·L－1。

②某溶液含0.020 mol·L－1Mn2＋、0.10 mol·L－1H2S，当溶液pH=_______时，Mn2＋开始沉淀。[已知：Ksp(MnS)=2.8×10-13]。

Ⅱ.降低 SO2的排放量已经写入 2018 年政府工作报告， 化石燃料燃烧时会产生含 SO2的废气进入大气，污染环境，有多种方法可用于 SO2的脱除。

①NaClO 碱性溶液吸收法。工业上可用 NaClO 碱性溶液吸收 SO2。

i.反应离子方程式是__________。

为了提高吸收效率，常用 Ni2O3作为催化剂。在反应过程中产生的四价镍和原子氧具有极强的氧化能力,可加快对 SO2的吸收。该催化过程的示意图如下图所示：

ii.过程 1 的离子方程式是__________。

iii.Ca(ClO)2也可用于脱硫，且脱硫效果比 NaClO 更好，原因是__________。

②电化学脱硫法。某种电化学脱硫法装置如下图所示，不仅可脱除烟气中的SO2还可以制得 H2SO4。

i.在阴极放电的物质是______。

ii.在阳极生成 SO3的电极反应式是______。

Answer 1

【答案】 ac 5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O 0.043 5 ClO-+SO2+2OH- ===Cl-+SO42-+H2O Ni2O3+ClO- ===2NiO2 +Cl- Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行 O2 SO2 - 2e- +SO42-= 2SO3

【解析】

Ⅰ（1）①羰基硫分子中所有原子均满足8电子结构，可看作是二氧化碳分子中的一个氧原子被硫原子代替，由此和CO2对比书写羰基硫分子的电子式；

②相同条件下，钠盐的PH对应酸的酸性越弱；最高价氧化物水化物的酸性也强，非金属性越强，不是最高价则无法比较；非金属单质和氢气化合越容易、氢化物越稳定，非金属性越强。

（2）根据题给信息，书写化学方程式；

（3）①依据物料守恒分析；②依据计算Mn2+开始沉淀时的。

Ⅱ. ①NaClO 碱性溶液吸收法，工业上可用 NaClO 碱性溶液吸收 SO2。

i.利用NaClO的氧化性，将SO2在溶液中氧化成H2SO4；

ii. 由图可以看出过程 1 的反应是，ClO-和Ni2O3反应生成Cl-和NiO2；

iii Ca(ClO)2也可用于脱硫，且脱硫效果比 NaClO 更好，是因为 Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行。

②由电化学脱硫装置可知，该装置为电解池，依据电极反应分析解答相关问题。

Ⅰ（1）①由羰基硫分子中所有原子均满足8电子结构，可看作是二氧化碳分子中的一个氧原子被硫原子代替，则羰基硫分子的电子式应为。

本题答案为：。

②a项，相同条件下水溶液的：，说明碳酸的酸性弱于硫酸，碳酸和硫酸为C和S的最高价氧化物对应的水化物，则证明非金属性SC，故选a项；

b项，由于HSO3不是S的最高价氧化物对应的水化物，无法比较二者的非金属性大小，故不选b项；

c项，S与H2的化合比C与H2的化合更容易，说明S形成的氢化物比C的氢化物更稳定，即非金属性更强，故选c项；

本题答案为ac。

（2）H2S与KMnO4在酸性条件下反应的化学方程式为：。

本题答案为：5H2S2KMnO43H2SO4=3S2MnSO4K2SO48H2O。

（3）①溶液中存在，当时，，则；

本题答案为：0.043nol/L。

②根据可知，开始沉淀时，，此时对应溶液的值为5。

本题答案为：5.

Ⅱ①NaClO 碱性溶液吸收法，工业上可用 NaClO 碱性溶液吸收 SO2。

i.利用NaClO的氧化性，将SO2在溶液中氧化成H2SO4，离子方程式为：ClO-+SO2+2OH- ===Cl-+SO42-+H2O；

本题答案为：ClO-+SO2+2OH- ===Cl-+SO42-+H2O。

ii.由图可以看出过程 1 的反应是，ClO-和Ni2O3反应生成Cl-和NiO2，离子方程式为：Ni2O3+ClO- ===2NiO2 +Cl-；

本题答案为：Ni2O3+ClO- ===2NiO2 +Cl-。

iii Ca(ClO)2也可用于脱硫，且脱硫效果比NaClO 更好，是因为 Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行；

本题答案为：Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行。

②由电化学脱硫装置可知，该装置为电解池，烟气经催化氧化后，部分二氧化硫，被氧化成三氧化硫，所得气体通过该装置，在阴极O2得到电子被还原，电极反应式为：O24e-2SO3=2SO42-；在阳极，SO2失去电子，被氧化成SO3，电极反应式为：SO2-2e-SO42-=2SO3；

则i.在阴极放电的物质是：O2。

ii.在阳极生成 SO3的电极反应式是：SO2-2e-SO42-=2SO3。

本题答案为：O2，SO2-2e-SO42-=2SO3。