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硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
(1)通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图1所示)。其中氧化过程发生如下两步反应:H2S+H2SO4═SO2↑+S↓+2H2O、S+O2═SO2

①电极a上发生反应的电极反应式为
SO2-2e-+2H2O═4H++SO42-
SO2-2e-+2H2O═4H++SO42-

②理论上1mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为
2mol
2mol

(2)表面喷淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S,其原理可用图2表示。其它条件不变时,水膜的酸碱性与厚度会影响H2S的去除率。
①适当增大活性炭表面的水膜pH,H2S的氧化去除率增大的原因是
OH-浓度增大,促进H2S⇌H++HS-平衡向正反应方向移动,HS-浓度增大
OH-浓度增大,促进H2S⇌H++HS-平衡向正反应方向移动,HS-浓度增大

②若水膜过厚,H2S的氧化去除率减小的原因是
若水膜过厚,导致活性炭的吸附力减弱,吸附的硫化氢、氧气减少,去除率减少
若水膜过厚,导致活性炭的吸附力减弱,吸附的硫化氢、氧气减少,去除率减少

(3)Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。H2S首先与表面的Fe2O3产生疏松多孔的产物FeS,随着反应的进行,Fe2O3不断减少,产物层不断加厚,可用图3所示。失效的脱硫剂可在氧气中加热重新转化为Fe2O3实现“再生”。
①实验表明用Fe2O3脱除纯H2S反应一段时间后,因为产生的S单质将疏松FeS堵塞,反应速率明显减小。Fe2O3与H2S反应的化学方程式为
Fe2O3+3H2S═2FeS+S+3H2O
Fe2O3+3H2S═2FeS+S+3H2O

②“再生”时若O2浓度过大、反应温度过高,“再生”后的脱硫剂脱硫效果明显变差的原因可能是
部分FeS与O2反应转化为FeSO4[或Fe2(SO43]使脱硫剂其不再疏松多
部分FeS与O2反应转化为FeSO4[或Fe2(SO43]使脱硫剂其不再疏松多

【答案】SO2-2e-+2H2O═4H++SO42-;2mol;OH-浓度增大,促进H2S⇌H++HS-平衡向正反应方向移动,HS-浓度增大;若水膜过厚,导致活性炭的吸附力减弱,吸附的硫化氢、氧气减少,去除率减少;Fe2O3+3H2S═2FeS+S+3H2O;部分FeS与O2反应转化为FeSO4[或Fe2(SO43]使脱硫剂其不再疏松多
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:106引用:2难度:0.7
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