Question

【題目】硫化氫氣體在資源利用和環境保護等方面均有重要應用。

（1）工業采用高溫分解H2S制取氫氣，2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)，在膜反應器中分離出H2。在容積為 2L 的恒容密閉容器中，控制不同溫度進行此反應。H2S的起始物質的量均為 1mol，實驗過程中測得H2S的轉化率如圖所示。曲線 a 表示H2S的平衡轉化率與溫度的關系，曲線 b 表示不同溫度下反應經過相同時間時H2S的轉化率。

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

②985℃時，反應經過5 s達到平衡狀態，此時H2S的轉化率為40%，則用H2表示的反應速率為v(H2) =___________。

③隨著H2S分解溫度的升高，曲線b向曲線a逐漸靠近，其原因是___________。

（2）將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反應回收S，其物質轉化如下圖所示。

①在圖示的轉化中，化合價不變的元素是____________。

②在溫度一定和不補加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分攪拌。欲使生成的硫單質中不含CuS，可采取的措施有____________。

（3）工業上常采用上圖電解裝置電解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液，電解一段時間后，通入H2S 加以處理。利用生成的鐵的化合物K3[Fe(CN)6]將氣態廢棄物中的H2S 轉化為可利用的S，自身轉化為K4[Fe(CN)6]。

①電解時，陽極的電極反應式為___________。

②當有16 g S析出時，陰極產生的氣體在標準狀況下的體積為___________。

③通入H2S 時發生如下反應，補全離子方程式：_________________

Answer 1

【答案】 > 0.04mol/(L·s) 溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需時間縮短 Cu、Cl、H 增加氧氣的通入量或增加起始時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）由圖象可知，溫度升高，轉化率增大，則平衡正移，所以正方向為吸熱方向，即△H>0，H2S的物質的量為1 mol，體積2L，起始濃度為0.5 molL1若985℃時，反應經5s達到平衡，此時H2S的轉化率為40%，則參加反應的硫化氫為0.5 molL1×40%=0.2 molL1，v=△c/△t=0.04 molL1s1;隨著溫度升高，反應速率逐漸加快，達到平衡所需時間縮短，所以曲線b向曲線a逼近；故答案為：>；0.04mol/(L·s)；溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需時間縮短。

（2） 通過圖示可以看出來Fe的化學價由+3變為+2，S的化合價由-2變0價，化合價沒有變的元素由Cu、Cl和H三種元素；在溫度一定和不補加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分攪拌。欲使生成的硫單質中不含CuS，可采取的措施有：增加氧氣的通入量或增加起始時c(Fe3+)。故答案為：Cu、Cl、H；增加氧氣的通入量或增加起始時c(Fe3+)。

（3）①電解時陽極發生失電子的氧化反應，先將[Fe（CN）6]4-轉化為Fe（CN）6]3-，化合價升高，所以反應為：Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-；②根據2Fe（CN）63-+2CO32-+H2S=2Fe（CN）64-+2HCO3-+S和陰極反應式為2HCO3-+2e-═H2↑+2CO32-，得到關系式為：H2↑～2CO32-～S，所以析出16g S的時候，生成標況下的氫氣體積是11.2L；③根據化合價升降法及元素守可知方程式為2[Fe(CN)6]3-+2CO32-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO3-+S↓