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废气中的H2S可用电解、Fe2(SO43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(SO43吸收脱除:用Fe2(SO43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(SO43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(SO43+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

【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
相似题
  • 1.铈(Ce)是镧系金属元素。空气污染物NO通常用含Ce4+的溶液吸收,生成HNO2
    NO
    -
    3
    ,再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质,同时生成Ce4+,其原理如图所示。下列说法正确的是(  )

    发布:2025/1/6 7:30:5组卷:129引用:7难度:0.7
  • 2.(NH42S2O8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)(NH42S2O8的电解法制备。
    已知:电解效率η的定义为η(B)=
    n
    生成
    B
    所用的电子
    n
    通过电极的电子
    ×100%。
    ①电极b是
     
    极。
    ②生成S2
    O
    2
    -
    8
     的电极反应式是
     

    ③向阳极室和阴极室各加入100mL溶液。制备S2
    O
    2
    -
    8
    的同时,还在电极b表面收集到2.5×10-4mol气体,气体是
     
    。经测定η(S2
    O
    2
    -
    8
    )为80%,不考虑其他副反应,则制备的(NH42S2O8的物质的量浓度为
     
    mol/L。
    (2)苯酚的降解
    已知:
    SO
    -
    4
    •具有强氧化性,Fe2+性度较高时会导致
    SO
    -
    4
    •猝灭。S2
    O
    2
    -
    8
    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:
    i.S2
    O
    2
    -
    8
    +Fe2+
    SO
    2
    -
    4
    +
    SO
    -
    4
    •+Fe3+
    ii.
    SO
    -
    4
    •将苯酚氧化
    SO
    -
    4
    •氧化苯酚的离子方程式是
     

    ②将电解得到的含S2
    O
    2
    -
    8
    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。

    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
     
    g/L。(苯酚的摩尔质量:94g/mol)

    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。

    (1)通入氧气的电极为
     
    极,写出负极电极反应式
     

    (2)铁电极为
     
    极,石墨电极(C)的电极反应式为
     

    (3)反应一段时间后,乙装置中生成NaOH主要在
     
    (填“铁极”或“石墨极”)区。
    (4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中阳极上电极反应式为
     
    ,反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将
     
    (填“增大”、“减小”或“不变”)

    发布:2025/1/3 8:0:1组卷:6引用:1难度:0.6
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