Question

9．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．
（2）已知反应II的产物X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^-．
（3）图是反应II在不同反应温度下，反应时间与H₂产量的关系图（Na₂S初始含量为3mmo1）．
a．判断T₁、T₂、T₃的大小：T₁＞T₂＞T₃；
b．在T₁温度下，充分反应后，若X溶液中除S₂O₃^2-外，还有因发生副反应而同时产生的SO₄^2-，则溶液中c（S₂O₃^2-）：c（SO₄^2-）=5：2．

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；
（2）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；
（3）a．由图可知，温度高的反应速率大，则反应的时间短；
b.3molNa₂S若只生成S₂O₃^2-转移12mol电子，T₁温度下，生成的氢气为7mol，转移电子为14mol，结合电子守恒计算．

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，故答案为：；COS+4NaOH=Na₂S+Na₂CO₃+2H₂O；
（2）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：2S^2-+5H₂O=S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-；
（3）a．由图可知，温度高的反应速率大，则反应的时间短，则T₁＞T₂＞T₃，故答案为：T₁＞T₂＞T₃；
b.3molNa₂S若只生成S₂O₃^2-转移12mol电子，T₁温度下，生成的氢气为7mol，转移电子为14mol，设产生的SO₄^2-为x，由电子守恒可知x×8+（3-x）×4=14，解得x=0.5mol，则n（S₂O₃^2-）=$\frac{3-0.5}{2}$=1.25mol，溶液中c（S₂O₃^2-）：c（SO₄^2-）=1.25：0.5=5：2，
故答案为：5：2．

点评 本题考查较综合，涉及电子式、氧化还原反应计算、离子反应等，侧重反应原理中高频考点的考查，综合性较强，题目难度不大．