废气中的H2S可用电解、Fe2(SO4)3吸收和活性炭吸附氧化等多种方法脱除。
(1)电解法脱除:将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:S2--2e-=S;(n-1)S+S2-=Sn2-。

①写出阴极的电极反应方程式:2H2O+2e-=2OH-+H2↑2H2O+2e-=2OH-+H2↑。
②电解后阳极区溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式为 Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑。
(2)Fe2(SO4)3吸收脱除:用Fe2(SO4)3溶液吸收H2S,其反应后的溶液可在硫杆菌作用下实现吸收液的再生。
①用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S的原理经历以下三步:
第一步:H2S(g)⇌H2S(aq)
第二步:H2S⇌H++HS-
第三步:HS-+2Fe3+=S↓+2Fe2++H+
一定条件下,不同Fe3+浓度溶液及该溶液起始pH与脱硫率的关系如图2所示。当Fe3+浓度大于10 g•L-1时,随着Fe3+浓度增大,脱硫率逐渐降低。其原因是 Fe3+浓度增大,有利于提升脱硫率;Fe3+浓度越大,溶液起始pH越小,c(H+)越大,抑制H2S的电离和溶解(第二步和第一步),使溶液中c(HS-)降低,脱硫率降低,脱硫率降低幅度超过提升幅度Fe3+浓度增大,有利于提升脱硫率;Fe3+浓度越大,溶液起始pH越小,c(H+)越大,抑制H2S的电离和溶解(第二步和第一步),使溶液中c(HS-)降低,脱硫率降低,脱硫率降低幅度超过提升幅度。
②反应后的溶液在硫杆菌作用下进行再生的反应为:4FeSO4+O2+2H2SO4 硫杆菌 2Fe2(SO4)3+2H2O。反应相同时间后,溶液中Fe2+的氧化速率与温度的关系如图3所示。温度超过30℃后,随着温度升高,Fe2+的氧化速率下降的原因是 硫杆菌是反应的催化剂,温度超过30℃后,硫杆菌蛋白质发生变性而逐渐失去活性硫杆菌是反应的催化剂,温度超过30℃后,硫杆菌蛋白质发生变性而逐渐失去活性。
(3)活性炭吸附氧化:可用表面喷淋水的活性炭吸附氧化H2S,其反应原理如图4所示。其他条件不变时,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,促进电离平衡H2S⇌H++HS-向电离方向进行,导致溶液中c(HS-)浓度增大OH-浓度增大,促进电离平衡H2S⇌H++HS-向电离方向进行,导致溶液中c(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,活性炭表面的溶解氧浓度减小,产生的O减少若水膜过厚,活性炭表面的溶解氧浓度减小,产生的O减少。
硫杆菌
【答案】2H2O+2e-=2OH-+H2↑;Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑;Fe3+浓度增大,有利于提升脱硫率;Fe3+浓度越大,溶液起始pH越小,c(H+)越大,抑制H2S的电离和溶解(第二步和第一步),使溶液中c(HS-)降低,脱硫率降低,脱硫率降低幅度超过提升幅度;硫杆菌是反应的催化剂,温度超过30℃后,硫杆菌蛋白质发生变性而逐渐失去活性;OH-浓度增大,促进电离平衡H2S⇌H++HS-向电离方向进行,导致溶液中c(HS-)浓度增大;若水膜过厚,活性炭表面的溶解氧浓度减小,产生的O减少
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:306引用:2难度:0.1
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2.(NH4)2S2O8电化学循环氧化法可用于废水中苯酚的降解,示意图如图。
(1)(NH4)2S2O8的电解法制备。
已知:电解效率η的定义为η(B)=×100%。n(生成B所用的电子)n(通过电极的电子)
①电极b是
②生成S2的电极反应式是O2-8
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(2)苯酚的降解
已知:•具有强氧化性,Fe2+性度较高时会导致SO-4•猝灭。S2SO-4可将苯酚氧化为CO2,但反应速率较慢。加入Fe2+可加快反应,过程为:O2-8
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ii.•将苯酚氧化SO-4
①•氧化苯酚的离子方程式是SO-4
②将电解得到的含S2溶液稀释后加入苯酚处理器,调节溶液总体积为1L,pH=1,测得在相同时间内,不同条件下苯酚的降解率如图。O2-8
用等物质的量的铁粉代替FeSO4,可明显提高苯酚的降解率,主要原因是
(3)苯酚残留量的测定
已知:电解中转移1mol电子所消耗的电量为F库仑。
取处理后的水样100mL,酸化后加入KBr溶液,通电。电解产生的Br2全部与苯酚反应,当苯酚完全反应时,消耗的电量为a库仑,则样品中苯酚的含量为发布:2024/12/30 11:30:1组卷:166引用:3难度:0.4 -
3.如图所示,某同学设计一个甲醚(CH3OCH3)燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
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