Question

(07年重庆卷)（14分）脱除天然气中的硫化氢既能减少环境污染，又可回收硫资源。

（1）硫化氢与 FeCl₃ 溶液反应生成单质硫，其离子方程式为 _______  。

（2）用过量NaOH溶液吸收硫化氢后，以石墨作电极电解该溶液可回收硫、其电解总反应方程式（忽略氧的氧化还原）为 ____ ；该方法的优点是______ 。

（3）一定温度下1 mol NH4 HS固体在定容真空容器中可部分分解为硫化氢和氨气。

①当反应达平衡时p氨气×p硫化氢=a（Pa2），则容器中的总压为______  Pa；

②题图是上述反应过程中生成物浓度随时间变化的示意图。若t2时增大氨气的浓度且在t3时反应再次达到平衡，请在图上画出t2时刻后氨气、硫化氢的浓度随时间的变化曲线。

Answer 1

答案：（1）2Fe²⁺+H₂S=S↓+2Fe²⁺+2H⁺

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

副产氢气，生成的NaOH可循环利用。

（3）①2

②

 

解析：（1）因硫化氢与FeCl₃溶液反应生成单质硫，即H₂S表现还原性被氧化为单质硫，而FeCl₃表现氧化性被还原为FeCl₂，所以此反应的化学方程式为2FeCl₃＋H₂S=2FeCl₂＋S↓＋2HCl，其离子方程式为2Fe²⁺+H₂S=S↓+2Fe²⁺+2H⁺。

（2）用过量NaOH溶液吸收硫化氢将得到Na₂S溶液，用石墨电极电解此溶液时，阳极附近有S^2－和OH^－，其中S^2－失电子发生氧化反应S^2＋S↓＋2e^－，负极附近有H^＋和Na^＋，其中H^＋得电子发生还原反应2H^＋＋2e^－=H₂↑，因此电解的总方程式为Na₂S+2H₂OS↓+H₂↑+2NaOH，其中生成的氢气可以作燃料或化工原料，生成的NaOH可以循环利用。

（3）因NH₄HS(s)NH₃(g)＋H₂S(g)，因此达到化学平衡时NH₃和H₂S的物质的量是相等的，根据阿夫加德罗定律可得出p_氨气=p_硫化氢=p_总，因p_氨气×p_硫化氢=a（Pa²），所以p_总=2Pa。

根据分解方程式和图示可知在达到平衡时NH₃和H₂S的平衡浓度相等，若在t₂时刻增大NH₃的浓度，在这一瞬间H₂S的浓度并没有改变，但是由于NH₃的浓度的增大将使平衡NH₄HS(s)NH₃(g)＋H₂S(g)向右移动，致使NH₃和H₂S的浓度均减小，直至t₃时刻再次达到平衡时不变，但是在新的平衡状态中NH₃的浓度要比H₂S的浓度大。所以图示为（见答案）。

高考考点：离子方程式的书写、电解方程式的书写、化学平衡的有关知识。

易错提醒：审题不清将第（1）题的离子方程式写为化学方程式；对电解硫化钠溶液时阴阳极上离子的放电顺序弄错；对于第（3）题忽略再次达到平衡时NH3的浓度比H2S的浓度大，而将图像中的二者画为一条直线。

 

备考提示：在电化学中书写电极反应式时，尤其是原电池的电极反应式必须注意电解质溶液的参与情况，例如各种燃料电池的电极反应式的书写。关于化学方程式的计算，因涉及的方程式比较多，因此在解答时必须分析各个方程式的量的关系，通过关系式法或元素守恒法进行解答。在备考复习针对电化学除掌握必要的基础知识外，应强化训练；针对化学计算则应加大力度强化训练，使学生形成良好的计算格式并培养学生各种计算能力。

对于化学平衡是中学化学中的重难点知识之一，也是历年高考试题的命题热点之一。在备考复习时应熟练掌握有关的基础知识和原理，同时针对这一部分应加大训练的力度，以形成各种解题能力。