Question

【題目】H2S存在于多種燃氣中，脫除燃氣中H2S的方法很多。

(1) 2019年3月《science direct》介紹的化學鏈技術脫除H2S的原理如圖所示。

①“H2S氧化”反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為________。

②“HI分解”時，每1 mol HI分解生成碘蒸氣和氫氣時，吸收13 kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式：________。

③“Bunsen反應”的離子方程式為________。

(2) 電化學干法氧化法脫除H2S的原理如圖所示。陽極發生的電極反應為________；陰極上COS發生的電極反應為________。

(3) 用Fe2(SO4)3吸收液脫除H2S法包含的反應如下：

(Ⅰ) H2S(g)H2S(aq)

(Ⅱ) H2S(aq) H＋+HS-

(Ⅲ) HS－+2Fe3＋=S↓+2Fe2＋+H＋

一定條件下測得脫硫率與Fe3＋濃度的關系如圖所示。

①吸收液經過濾出S后，濾液需進行再生，較經濟的再生方法是________。

②圖中當Fe3＋的濃度大于10 g·L－1時，濃度越大，脫硫率越低，這是由于________。

Answer 1

【答案】1∶1 2HI(g)H2(g)+I2(g)；ΔH=+26 kJ/mol SO2+I2+2H2O=4H＋+SO42-+2I- 2S2--4e－=S2 COS+2e-=S2-+CO 通入足量O2(或空氣) Fe3＋濃度增大，pH減小，使反應 (Ⅰ)、(Ⅱ)向逆反應方向移動且pH減小因素超過反應(Ⅲ) Fe3＋濃度增大因素

【解析】

(1)①“H2S氧化”為H2S與濃硫酸的反應產生S單質、SO2和H2O，結合電子守恒計算；

②1 mol HI分解生成碘蒸氣和氫氣時，吸收13 kJ的熱量，結合狀態及焓變書寫熱化學方程式；

③“Bunsen反應”中反應物為二氧化硫、碘、水，生成物為硫酸和HI；

(2)陽極上硫離子失去電子，陰極上COS得到電子；

(3)①吸收液經過濾出S后，濾液需進行再生，可利用氧氣氧化亞鐵離子；

②圖中當Fe3+的濃度大于10 g/L時，濃度越大，酸性增強，導致脫硫率越低。

(1)①“H2S氧化”為H2S與濃硫酸的反應，由電子守恒可知，反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為=；

②1 mol HI分解生成碘蒸氣和氫氣時，吸收13 kJ的熱量，結合狀態及焓變可知熱化學方程式為2HI(g)H2(g)+I2(g)△H=+26kJ/mol；

③“Bunsen反應”中反應物為二氧化硫、碘、水，生成物為硫酸和HI，離子反應為SO2+I2+2H2O=4H＋+SO42-+2I-；

(2)由電化學干法氧化法脫除H2S的原理圖2可知，陽極發生的電極反應為2S2--4e-═S2；陰極上COS發生的電極反應為COS+2e-═S2-+CO；

(3)①吸收液經過濾出S后，濾液需進行再生，較經濟的再生方法是通入足量O2（或空氣），

故答案為：通入足量O2（或空氣）；

②圖中當Fe3+的濃度大于10 g/L時，濃度越大，脫硫率越低，這是由于Fe3+濃度增大，pH減小，使反應（Ⅰ）、（Ⅱ）向逆反應方向移動且pH減小因素超過反應（Ⅲ） Fe3+濃度增大因素。