Question

【題目】硫化氫的轉化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質有多種方法。

（1）將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如題圖—1所示的電解池的陽極區(qū)進行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應：S2－—2e－＝S（n—1）S+ S2－＝Sn2－。

①寫出電解時陰極的電極反應式：__________________。

②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質，其離子方程式可寫成_____________。

（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，其物質轉化如題圖—2所示。

①在圖示的轉化中，化合價不變的元素是___________。

②反應中當有1molH2S轉化為硫單質時，保持溶液中Fe3＋的物質的量不變，需要消耗O2的物質的量為_______________。

③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）H2S在高溫下分解生成硫蒸氣和H2。若反應在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數如題圖—3所示，H2S在高溫下分解反應的化學方程式為_____________。

Answer 1

【答案】2H2O+2e-=H2↑+2OH- Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑ Cu、H、Cl 0.5 mol 提高空氣的比例（增加氧氣的通入量） 2H2S2H2+S2

【解析】

（1）①陽極上硫離子放電，電極反應式為S2--2e-＝S，陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故答案為2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

②電解后陽極區(qū)離子為Sn2-，酸性條件下，Sn2-和氫離子反應生成S單質，S元素失電子發(fā)生氧化反應生成S單質，同時S元素得電子生成H2S，反應方程式為Sn2-+2H+=（n-1）S↓+H2S↑，故答案為Sn2-+2H+=（n-1）S↓+H2S↑；

（2）①根據圖中各元素化合價知，Cu元素化合價都是+2價、H元素化合價都是+1價、Cl元素化合價都是-1價，所以化合價不變的是Cu、H、Cl元素，故答案為Cu、H、Cl；

②H2S不穩(wěn)定，易被氧氣氧化生成S單質，反應方程式為2H2S+O2=2S+2H2O，該反應中S元素化合價由-2價變?yōu)?/span>0價、O元素化合價由0價變?yōu)?2價，根據氧化還原反應中得失電子相等得，消耗O2的物質的量==0.5mol，故答案為0.5mol；

③欲使生成的硫單質中不含CuS，則硫離子不能剩余，即硫離子完全被氧化為S單質，所以氧氣必須過量，采取的措施為提高混合氣體中空氣的比例，故答案為提高混合氣體中空氣的比例；

（3）根據題意知，該反應是可逆反應，反應物是硫化氫，根據圖象知，生成物中含有S元素的物質是氫氣的一半，則生成物是S2和H2，所以該反應方程式為2H2S2H2+S2，故答案為2H2S2H2+S2。