天然气中含有的H₂S会腐蚀管道设备，开采天然气后须及时除去H₂S。在此过程中会产生大量含硫废水（其中硫元素的主要化合价是-2价），对设备、环境等边成严重危害。
已知：ⅰ：H₂S有剧毒；常温下溶解度为1：2.6（体积）。
ⅱ：H₂S、HS^-、S^2-在水溶液中的物质的量分数随pH的分布曲线如图。

ⅲ：碳酸的电离平衡常数：K_a1=4.5×10^-7，K_a2=4.7×10^-11
（1）用过量的Na₂CO₃溶液吸收天然气中的H₂S的离子方程式是

H

2

S

+

C

O

2

-

3

⇌

HC

O

-

3

+

H

S

-

H

2

S

+

C

O

2

-

3

⇌

HC

O

-

3

+

H

S

-

，该反应对应的化学平衡常数K=

1

0

-

7

4

.

7

×

1

0

-

11

≈

2

.

13

×

1

0

3

1

0

-

7

4

.

7

×

1

0

-

11

≈

2

.

13

×

1

0

3

（列出计算式）。
（2）①当pH≈8时，含硫废水中H₂S、HS^-的浓度比是

1：10

1：10

。
②NaHS溶液呈碱性，原因是

HS^-水解平衡常数K_h=

K

w

K

a

1

（

H

2

S

）

=

1

0

-

14

1

0

-

7

=

1

0

-

7

＞

K

a

2

=

1

0

-

12

.

9

，可知水解程度大于电离程度，则水解生成的c（OH^-）＞c（H⁺），溶液呈碱性

HS^-水解平衡常数K_h=

K

w

K

a

1

（

H

2

S

）

=

1

0

-

14

1

0

-

7

=

1

0

-

7

＞

K

a

2

=

1

0

-

12

.

9

，可知水解程度大于电离程度，则水解生成的c（OH^-）＞c（H⁺），溶液呈碱性

（结合化学用语说明）。
（3）沉淀法处理含硫废水：
向pH≈9的含硫废水中加入适量Cu²⁺的溶液，观察到有黑色沉淀生成，则溶液的pH

降低

降低

（填“升高”“降低”或“不变”）。用化学平衡移动的原理解释产生上述现象的原因：

废水中存在水解平衡：

S

2

-

+

H

2

O

⇌

H

S

-

+

O

H

-

，加入适量Cu²⁺的溶液，发生反应：Cu²⁺+S^2-=CuS↓，生成黑色CuS沉淀；S^2-浓度减小，水解平衡逆向移动，导致c（OH^-）减小，pH值降低

废水中存在水解平衡：

S

2

-

+

H

2

O

⇌

H

S

-

+

O

H

-

，加入适量Cu²⁺的溶液，发生反应：Cu²⁺+S^2-=CuS↓，生成黑色CuS沉淀；S^2-浓度减小，水解平衡逆向移动，导致c（OH^-）减小，pH值降低

。
（4）氧化还原法处理含硫废水：
向pH≈9的含硫废水中加入一定浓度的Na₂SO₃溶液，加酸将溶液调为pH=5，产生淡黄色沉淀。
①反应的离子方程式是

2

S

2

-

+

S

O

2

-

3

+

6

H

+

=

3

S

↓

+

3

H

2

O

2

S

2

-

+

S

O

2

-

3

+

6

H

+

=

3

S

↓

+

3

H

2

O

。
②不同pH时，硫化物去除率随时间的变化曲线如图所示。本工艺选择控制体系的pH=5，不选择pH＜5，从环境保护的角度分析其主要原因：

pH＜5时，溶液中-2价S元素主要以H₂S的形式存在，常温下H₂S的溶解度为1：2.6，酸性强使H₂S更易逸出，H₂S有剧毒会污染环境

pH＜5时，溶液中-2价S元素主要以H₂S的形式存在，常温下H₂S的溶解度为1：2.6，酸性强使H₂S更易逸出，H₂S有剧毒会污染环境

。