硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)是有害气体,可用多种方法进行脱除。
(1)实验室制取乙炔时,用硫酸铜溶液除去乙炔气体中混有的H2S气体,发生反应:H2S+Cu2+(aq)═CuS+2H+(aq),计算25℃时,该反应的平衡常数为 ka1ka2Ksp(CuS)ka1ka2Ksp(CuS)。(已知25℃时Ksp(CuS)=1.25×10-36,H2S的Ka1=1×10-7,Ka2=1×10-13)
(2)某科研小组将微电池技术用于去除天然气中的H2S,装置如图,主要反应:2Fe+2H2S+O2=2FeS+2H2O(FeS难溶于水),室温时,pH=7的条件下,研究反应时间对H2S的去除率的影响。
①装置中微电池负极的电极反应式为 Fe-2e-+H2S═FeS+2H+Fe-2e-+H2S═FeS+2H+。
②一段时间后,单位时间内H2S的去除率降低,可能的原因是 生成的FeS附着在铁碳填料的表面,原电池负极的表面积减小,化学反应速率减慢,铁的量因消耗而减少,形成微电池的数量减少,化学反应速率减慢生成的FeS附着在铁碳填料的表面,原电池负极的表面积减小,化学反应速率减慢,铁的量因消耗而减少,形成微电池的数量减少,化学反应速率减慢。
(3)Fe2(SO4)3溶液脱除空气中H2S并再生的原理如图甲所示。

将一定体积含H2S的空气匀速通入Fe2(SO4)3溶液中,反应相同时间,初始Fe3+浓度ρ(Fe3+)及其pH与H2S脱除率的关系如图乙所示。当ρ(Fe3+)>10g•L-1,H2S脱除率下降的原因是 ρ(Fe3+)增大会促进H2S被氧化,生成的H+使溶液的pH降低,促进H2S的逸出,前者的影响小于后者ρ(Fe3+)增大会促进H2S被氧化,生成的H+使溶液的pH降低,促进H2S的逸出,前者的影响小于后者。
(4)在恒容密闭容器中,用H2还原SO2生成S的反应分两步完成(如图所示),该过程中部分物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示:
依据如图描述H2还原SO2生成S的两步反应为:3H2+SO2=H2S+2H2O、2H2S+SO2=3S+2H2O3H2+SO2=H2S+2H2O、2H2S+SO2=3S+2H2O(用化学方程式表示)。
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【答案】;Fe-2e-+H2S═FeS+2H+;生成的FeS附着在铁碳填料的表面,原电池负极的表面积减小,化学反应速率减慢,铁的量因消耗而减少,形成微电池的数量减少,化学反应速率减慢;ρ(Fe3+)增大会促进H2S被氧化,生成的H+使溶液的pH降低,促进H2S的逸出,前者的影响小于后者;3H2+SO2=H2S+2H2O、2H2S+SO2=3S+2H2O
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:18引用:2难度:0.5
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