天津地处环渤海湾,海水资源丰富。科研人员把铁的配合物Fe3+L(L为配体)溶于弱碱性的海水中,制成吸收液,将气体H2S转化为单质硫,改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段:①H2S的吸收氧化;②Fe3+L的再生。反应原理如下:
①H2S(g)+2Fe3+L(aq)+2OH-(aq)═S(s)+2Fe2+L(aq)+2H2O(l)ΔH=-akJ•mol-1(a>0)
②4Fe2+L(aq)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe3+L(aq)+4OH-(aq)ΔH=-bkJ•mol-1(b>0)
回答下列问题:
(1)该工艺的总反应方程式为 2H2S+O2 催化剂 2H2O+2S↓2H2S+O2 催化剂 2H2O+2S↓。1mol H2S(g)发生该反应的热量变化为 放出2a+b2kJ放出2a+b2kJ,Fe3+L在总反应中的作用是 催化剂催化剂。
(2)研究不同配体与Fe3+所形成的配合物(A、B、C)对H2S吸收转化率的影响。将配合物A、B、C分别溶于海水中,配成相同物质的量浓度的吸收液,在相同反应条件下,分别向三份吸收液持续通入H2S,测得单位体积吸收液中H2S吸收转化率[α(H2S)]随时间变化的曲线如图1所示。以α(H2S)由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率,结果最好的是 AA(填“A”、“B”或“C”)。

(3)H2S的电离方程式为 H2S⇌H++HS-,HS-⇌H++S2-H2S⇌H++HS-,HS-⇌H++S2-。25℃时,H2S溶液中H2S、HS-、S2-在含硫粒子总浓度中所占分数δ随溶液pH的变化关系如图2。由图2计算,H2S的Ka1=1.0×10-71.0×10-7,Ka2=1.0×10-131.0×10-13。再生反应在常温下进行,Fe2+L解离出的Fe2+易与溶液中的S2-形成沉淀。若溶液中的c(Fe2+)=1.0×10-5mol•L-1,c(H2S)=6.0×10-9mol•L-1,为避免有FeS沉淀生成,应控制溶液pH不大于 88(已知25℃时,FeS的Ksp为6.0×10-18)。
催化剂
催化剂
2
a
+
b
2
2
a
+
b
2
【答案】2H2S+O2 2H2O+2S↓;放出kJ;催化剂;A;H2S⇌H++HS-,HS-⇌H++S2-;1.0×10-7;1.0×10-13;8
催化剂
2
a
+
b
2
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:336引用:1难度:0.7
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