Question

【題目】Ⅰ 硫化氫(H2S)的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。

（1）H2S和CO混合加熱可制得羰基硫(COS)，羰基疏可作糧食熏蒸劑，能防止其些昆蟲、線蟲和真菌的危害。反應(yīng)方程式為CO(g)+H2S(g)=COS(g)+H2(g)。

①羰基硫的電子式為__________。

②下列能說明碳與硫兩元素非金屬性相對強弱的是_______（填字母代號）。

a．相同條件下水溶液的pH：Na2CO3＞Na2SO4

b．酸性：H2SO3＞H2CO3

c．S與H2的化合比C與H2的化合更容易

（2）H2S具有還原性，在酸性條件下，能與KMnO4反應(yīng)生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。

（3）H2S氣體溶于水形成的氫硫酸是一種二元弱酸，25℃時，在0．10mol·L－1 H2S溶液中，通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH，溶液pH與c(S2－)關(guān)系如圖所示(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。

①pH=13時，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，當溶液pH=_______時，Mn2＋開始沉淀。[已知：Ksp(MnS)=2.8×10-13]。

Ⅱ.降低 SO2的排放量已經(jīng)寫入 2018 年政府工作報告， 化石燃料燃燒時會產(chǎn)生含 SO2的廢氣進入大氣，污染環(huán)境，有多種方法可用于 SO2的脫除。

①NaClO 堿性溶液吸收法。工業(yè)上可用 NaClO 堿性溶液吸收 SO2。

i.反應(yīng)離子方程式是__________。

為了提高吸收效率，常用 Ni2O3作為催化劑。在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的四價鎳和原子氧具有極強的氧化能力,可加快對 SO2的吸收。該催化過程的示意圖如下圖所示：

ii.過程 1 的離子方程式是__________。

iii.Ca(ClO)2也可用于脫硫，且脫硫效果比 NaClO 更好，原因是__________。

②電化學(xué)脫硫法。某種電化學(xué)脫硫法裝置如下圖所示，不僅可脫除煙氣中的SO2還可以制得 H2SO4。

i.在陰極放電的物質(zhì)是______。

ii.在陽極生成 SO3的電極反應(yīng)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+與SO42-結(jié)合生成微溶的CaSO4有利于反應(yīng)的進行 O2 SO2 - 2e- +SO42-= 2SO3

【解析】

Ⅰ（1）①羰基硫分子中所有原子均滿足8電子結(jié)構(gòu)，可看作是二氧化碳分子中的一個氧原子被硫原子代替，由此和CO2對比書寫羰基硫分子的電子式；

②相同條件下，鈉鹽的PH對應(yīng)酸的酸性越弱；最高價氧化物水化物的酸性也強，非金屬性越強，不是最高價則無法比較；非金屬單質(zhì)和氫氣化合越容易、氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強。

（2）根據(jù)題給信息，書寫化學(xué)方程式；

（3）①依據(jù)物料守恒分析；②依據(jù)計算Mn2+開始沉淀時的。

Ⅱ. ①NaClO 堿性溶液吸收法，工業(yè)上可用 NaClO 堿性溶液吸收 SO2。

i.利用NaClO的氧化性，將SO2在溶液中氧化成H2SO4；

ii. 由圖可以看出過程 1 的反應(yīng)是，ClO-和Ni2O3反應(yīng)生成Cl-和NiO2；

iii Ca(ClO)2也可用于脫硫，且脫硫效果比 NaClO 更好，是因為 Ca2+與SO42-結(jié)合生成微溶的CaSO4有利于反應(yīng)的進行。

②由電化學(xué)脫硫裝置可知，該裝置為電解池，依據(jù)電極反應(yīng)分析解答相關(guān)問題。

Ⅰ（1）①由羰基硫分子中所有原子均滿足8電子結(jié)構(gòu)，可看作是二氧化碳分子中的一個氧原子被硫原子代替，則羰基硫分子的電子式應(yīng)為。

本題答案為：。

②a項，相同條件下水溶液的：，說明碳酸的酸性弱于硫酸，碳酸和硫酸為C和S的最高價氧化物對應(yīng)的水化物，則證明非金屬性SC，故選a項；

b項，由于HSO3不是S的最高價氧化物對應(yīng)的水化物，無法比較二者的非金屬性大小，故不選b項；

c項，S與H2的化合比C與H2的化合更容易，說明S形成的氫化物比C的氫化物更穩(wěn)定，即非金屬性更強，故選c項；

本題答案為ac。

（2）H2S與KMnO4在酸性條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。

本題答案為：5H2S2KMnO43H2SO4=3S2MnSO4K2SO48H2O。

（3）①溶液中存在，當時，，則；

本題答案為：0.043nol/L。

②根據(jù)可知，開始沉淀時，，此時對應(yīng)溶液的值為5。

本題答案為：5.

Ⅱ①NaClO 堿性溶液吸收法，工業(yè)上可用 NaClO 堿性溶液吸收 SO2。

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

本題答案為：ClO-+SO2+2OH- ===Cl-+SO42-+H2O。

ii.由圖可以看出過程 1 的反應(yīng)是，ClO-和Ni2O3反應(yīng)生成Cl-和NiO2，離子方程式為：Ni2O3+ClO- ===2NiO2 +Cl-；

本題答案為：Ni2O3+ClO- ===2NiO2 +Cl-。

iii Ca(ClO)2也可用于脫硫，且脫硫效果比NaClO 更好，是因為 Ca2+與SO42-結(jié)合生成微溶的CaSO4有利于反應(yīng)的進行；

本題答案為：Ca2+與SO42-結(jié)合生成微溶的CaSO4有利于反應(yīng)的進行。

②由電化學(xué)脫硫裝置可知，該裝置為電解池，煙氣經(jīng)催化氧化后，部分二氧化硫，被氧化成三氧化硫，所得氣體通過該裝置，在陰極O2得到電子被還原，電極反應(yīng)式為：O24e-2SO3=2SO42-；在陽極，SO2失去電子，被氧化成SO3，電極反應(yīng)式為：SO2-2e-SO42-=2SO3；

則i.在陰極放電的物質(zhì)是：O2。

ii.在陽極生成 SO3的電極反應(yīng)式是：SO2-2e-SO42-=2SO3。

本題答案為：O2，SO2-2e-SO42-=2SO3。