Question

(07年重慶卷)（14分）脫除天然氣中的硫化氫既能減少環(huán)境污染，又可回收硫資源。

（1）硫化氫與 FeCl₃ 溶液反應(yīng)生成單質(zhì)硫，其離子方程式為 _______  。

（2）用過量NaOH溶液吸收硫化氫后，以石墨作電極電解該溶液可回收硫、其電解總反應(yīng)方程式（忽略氧的氧化還原）為 ____ ；該方法的優(yōu)點(diǎn)是______ 。

（3）一定溫度下1 mol NH4 HS固體在定容真空容器中可部分分解為硫化氫和氨氣。

①當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)p氨氣×p硫化氫=a（Pa2），則容器中的總壓為______  Pa；

②題圖是上述反應(yīng)過程中生成物濃度隨時(shí)間變化的示意圖。若t2時(shí)增大氨氣的濃度且在t3時(shí)反應(yīng)再次達(dá)到平衡，請?jiān)趫D上畫出t2時(shí)刻后氨氣、硫化氫的濃度隨時(shí)間的變化曲線。

Answer 1

答案：（1）2Fe²⁺+H₂S=S↓+2Fe²⁺+2H⁺

（2）Na₂S+2H₂OS↓+H₂↑+2NaOH或S²⁺+2H₂O S↓+ H₂↑+2OH^－

副產(chǎn)氫氣，生成的NaOH可循環(huán)利用。

（3）①2

②

 

解析：（1）因硫化氫與FeCl₃溶液反應(yīng)生成單質(zhì)硫，即H₂S表現(xiàn)還原性被氧化為單質(zhì)硫，而FeCl₃表現(xiàn)氧化性被還原為FeCl₂，所以此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl₃＋H₂S=2FeCl₂＋S↓＋2HCl，其離子方程式為2Fe²⁺+H₂S=S↓+2Fe²⁺+2H⁺。

（2）用過量NaOH溶液吸收硫化氫將得到Na₂S溶液，用石墨電極電解此溶液時(shí)，陽極附近有S^2－和OH^－，其中S^2－失電子發(fā)生氧化反應(yīng)S^2＋S↓＋2e^－，負(fù)極附近有H^＋和Na^＋，其中H^＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)2H^＋＋2e^－=H₂↑，因此電解的總方程式為Na₂S+2H₂OS↓+H₂↑+2NaOH，其中生成的氫氣可以作燃料或化工原料，生成的NaOH可以循環(huán)利用。

（3）因NH₄HS(s)NH₃(g)＋H₂S(g)，因此達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)NH₃和H₂S的物質(zhì)的量是相等的，根據(jù)阿夫加德羅定律可得出p_氨氣=p_硫化氫=p_總，因p_氨氣×p_硫化氫=a（Pa²），所以p_總=2Pa。

根據(jù)分解方程式和圖示可知在達(dá)到平衡時(shí)NH₃和H₂S的平衡濃度相等，若在t₂時(shí)刻增大NH₃的濃度，在這一瞬間H₂S的濃度并沒有改變，但是由于NH₃的濃度的增大將使平衡NH₄HS(s)NH₃(g)＋H₂S(g)向右移動(dòng)，致使NH₃和H₂S的濃度均減小，直至t₃時(shí)刻再次達(dá)到平衡時(shí)不變，但是在新的平衡狀態(tài)中NH₃的濃度要比H₂S的濃度大。所以圖示為（見答案）。

高考考點(diǎn)：離子方程式的書寫、電解方程式的書寫、化學(xué)平衡的有關(guān)知識。

易錯(cuò)提醒：審題不清將第（1）題的離子方程式寫為化學(xué)方程式；對電解硫化鈉溶液時(shí)陰陽極上離子的放電順序弄錯(cuò)；對于第（3）題忽略再次達(dá)到平衡時(shí)NH3的濃度比H2S的濃度大，而將圖像中的二者畫為一條直線。

 

備考提示：在電化學(xué)中書寫電極反應(yīng)式時(shí)，尤其是原電池的電極反應(yīng)式必須注意電解質(zhì)溶液的參與情況，例如各種燃料電池的電極反應(yīng)式的書寫。關(guān)于化學(xué)方程式的計(jì)算，因涉及的方程式比較多，因此在解答時(shí)必須分析各個(gè)方程式的量的關(guān)系，通過關(guān)系式法或元素守恒法進(jìn)行解答。在備考復(fù)習(xí)針對電化學(xué)除掌握必要的基礎(chǔ)知識外，應(yīng)強(qiáng)化訓(xùn)練；針對化學(xué)計(jì)算則應(yīng)加大力度強(qiáng)化訓(xùn)練，使學(xué)生形成良好的計(jì)算格式并培養(yǎng)學(xué)生各種計(jì)算能力。

對于化學(xué)平衡是中學(xué)化學(xué)中的重難點(diǎn)知識之一，也是歷年高考試題的命題熱點(diǎn)之一。在備考復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)熟練掌握有關(guān)的基礎(chǔ)知識和原理，同時(shí)針對這一部分應(yīng)加大訓(xùn)練的力度，以形成各種解題能力。