Question

14．天然气（主要成分甲烷）含有少量含硫化合物[硫化氢、羰基硫（COS）等]，可以用氢氧化钠溶液洗涤除去．羰基硫用氢氧化钠溶液处理的过程如下（部分产物已略去）：
COS$→_{Ⅰ}^{NaOH溶液}$Na₂S溶液$→_{Ⅱ}^{△}$H₂
（1）羰基硫分子的电子式为；反应I除生成两种正盐外，还有水生成，其化学方程式为COS+4NaOH=Na₂S+Na₂CO₃+2H₂O；已知反应II的产物X的溶液中硫元素的主要存在形式为S₂O₃^2-，则II中主要反应的离子方程式为2S^2-+5H₂O=S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-．
（2）用TiO₂负载MoO₃催化剂使有机物R催化脱硫，负载MoO₃的量对反应脱硫率的影响如图1．下列说法正确的是CD

A．负载MoO₃的百分含量越大，平衡常数越大
B．当反应时间小于0.5h，脱硫率为0
C．1.6h负载MoO₃的量为10%和15%的脱硫率基本相等
D．0.5～1.2h时，负载MoO₃的量越大，脱硫速率越大
（3）硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用．向等物质的量浓度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量．其中H₂S、HS^-、S^2-的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与滴加盐酸体积的关系如图2所示（忽略滴加过程H₂S气体的逸出）．试分析：
B曲线代表HS^-分数变化（用微粒符号表示）；滴加过程中，溶液中一定成立的关系式：c（Na+）=3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]和c（Na+）=c（Cl^-）+c（OH^-）+c（HS^-）+2c（S^2-）-c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）羰基硫分子与二氧化碳分子结构相似，均为直线型；反应I除生成两种正盐外，还有水生成，由元素守恒可知，生成正盐为Na₂S、Na₂CO₃；II中主要反应硫化钠与水反应生成S₂O₃^2-、氢气和氢氧化钠，根据电子守恒和原子守恒书写；
（2）A、根据平衡常数仅与温度有关判断；
B、根据图象分析，当反应时间小于0.5h，反应仍然在进行；
C、根据图象分析，以1.6h作垂线，分析负载MoO₃的量为10%和15%的脱硫率的纵坐标大小；
D、根据图象分析，0.5～1.2h时内任一点作垂线，依据负载MoO₃的量的变化分析纵坐标脱硫速率的变化；
（3）向等物质的量浓度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸，盐酸和氢氧化钠先反应，然后和硫化钠反应，结合图1所示H₂S、HS^-、S^2-的分布分数进行解答；NaHS的含量先增加后减少；根据物料守恒可求得滴加过程中，溶液中微粒浓度大小关系．

解答 解：（1）羰基硫分子与二氧化碳分子结构相似，均为直线型，其电子式为，反应I除生成两种正盐外，还有水生成，由元素守恒可知，生成正盐为Na₂S、Na₂CO₃，反应为COS+4NaOH=Na₂S+Na₂CO₃+2H₂O，硫化钠与水反应生成S₂O₃^2-、氢气和氢氧化钠，其反应的离子方程式为：2S^2-+5H₂O=S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-，
故答案为：，COS+4NaOH=Na₂S+Na₂CO₃+2H₂O，2S^2-+5H₂O=S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-；
（2）A、根据平衡常数仅与温度有关，所以负载MoO₃的量越大，平衡常数不变，故A错误；
B、根据图象，当反应时间小于0.5h，反应仍然在进行，脱硫率较小，但不等于0，故B错误；
C、根据图象，以1.6h作垂线，负载MoO₃的量为10%和15%的脱硫率相等，故C正确；
D、根据图象，0.5～1.2h时内任一点作垂线，负载MoO₃的量越大，脱硫速率也越大，故D正确；
故答案为：CD；
（3）向等物质的量浓度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸，盐酸和氢氧化钠先反应，然后和硫化钠反应，A表示含硫微粒浓度减小为S^2-，B先增加后减少为HS^-，C浓度一直在增加为H₂S，向等物质的量浓度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸，因体积相同，设Na₂S、NaOH各为1mol，则n（Na）=3n（S），溶液中含硫的微粒为HS^-、S^2-、H₂S，则c（Na⁺）=3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]，或溶液中存在电荷守恒得到c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-）+c（HS^-）+2c（S^2-）-c（H⁺）；
故答案为：HS^-；3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]、c（Cl^-）+c（OH^-）+c（HS^-）+2c（S^2-）-c（H⁺）．

点评 本题考查了电子式的书写、离子方程式和化学方程式的书写、弱电解质的电离和盐的水解等，明确弱电解质的电离特点、电离平衡常数与酸根离子水解程度的关系再结合守恒思想分析解答，难度中等．