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【题目】煤气中主要的含硫杂质有H2S以及COS(有机硫),煤气燃烧后含硫杂质会转化成SO2从而引起大气污染,因此煤气中H2S的脱出程度已成为煤气洁净度的一个重要指标。请回答下列问题:

(1)H2S在水溶液中的电离方程式为___________

(2)脱除煤气中COS的方法有Br2的KOH溶液氧化法、H2还原法、水解法等。

①COS的分子结构与CO2相似,COS的结构式为___________

②Br2的KOH溶液将COS氧化为硫酸盐的离子方程式为______________

③已知:H2、COS、H2S、CO的燃烧热依次为285kJ/mol、299kJ/mol、586kJ/mol、283kJ/mol;H2还原COS发生的反应为H2(g)+COS(g)=H2S(g)+CO(g),该反应的ΔH=_________kJ/mol。

④用活性α-Al2O3催化COS水解反应为COS(g)+H2O(g) CO2(g)+H2S(g) ΔH<0,相同流量且在催化剂表面停留相同时间时,不同温度下COS的转化率(未达到平衡)如图1所示;某温度下,COS的平衡转化率与n(H2O)/n(COS)的关系如图2所示。

由图1可知,催化剂活性最大时对应的温度约为______,COS的转化率在后期下降的原因是_______________________________________。由图2可知,P点时平衡常数K=______(保留2位有效数字)。Q点转化率高于P点的原因是__________________________________

【答案】 H2SH++HS- HS-H++S2- O=C=S COS+4Br2+12OH-=CO32-+SO42-+8Br-+6H2O 285 150 催化剂中毒,发生副反应等合理答案(平衡逆向移动相关描述一律不给分) 0.048 相同条件下n(H2O)/n(COS)越高,相当于COS浓度不变情况下,增大水蒸气浓度,平衡正向移动,COS转化率提高

【解析】(1) H2S的水溶液即氢硫酸,是弱酸,将分步电离,即H2SH++HS- HS-H++S2-或者只写H2SH++HS-

(2) CO2的分子结构是含C=O的直线型构成,所以COS的分子结构式为S=C=O;②Br2KOH溶液在氧化COS时,溴生成BrS生成硫酸钾,C生成的CO2在碱性溶液又转化为CO32-,所以反应的离子方程式为COS+4Br2 +12OH= CO32-+SO42-+8Br+6H2O根据这四种物质燃烧热的热化学方程式,利用盖斯定律即可求出ΔH=(285kJ/mol+299kJ/mol)-(586kJ/mol+283kJ/mol)=-285 kJ/mol④由图1可知在相同时间内,转化率最大时,即催化剂活性最大,对应的温度为150℃;温度过高,使催化剂最佳活性减弱或丧失,即催化剂中毒导致转化率减小;由图2可知,P点时COS的转化率为30%,n(H2O)/n(COS)=3可列如下关系:

COS(g)+H2O(g) CO2(g)+H2S(g)

起始物质的量(mol) 1 3 0 0

改变物质的量(mol) 0.3 0.3 0.3 0.3

平衡物质的量(mol) 0.7 2.7 0.3 0.3

K=

相同条件下n(H2O)/n(COS)的比值越高,相当于COS浓度不变情况下,增大反应物水蒸气浓度,促进化学平衡正向移动,提高了COS转化率。

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回答下列问题:

(1)提高焙烧效率的方法有____________。(写一种)

(2)“焙烧”时MoS2转化为MoO3,该反应过程的化学方程式为________________________,氧化产物是________(写化学式)。

(3)“碱浸”时含钼化合物发生的主要反应的化学方程式为__________________________

(4)若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为Na2S,则废渣成分的化学式为________

(5)测得“除重金属离子”中部分离子的浓度:c(MoO42-)=0.40mol/L,c(SO42-)=0.04mol/L。“结晶”前需先除去SO42-,方法是加入Ba(OH)2固体。假设加入Ba(OH)2固体后溶液体积不变,当SO42-完全沉淀(c(SO42-)≤1.0×10-5mol/L)时,BaMoO4是否会析出?____________________________________。(请计算说明)[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]

(6)钼精矿在碱性条件下,加入NaClO溶液,也可以制备钼酸钠,同时有SO42-生成,该反应的离子方程式为___________________

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