Question

脫硫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以回收硫．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1mol NH₄HS固體在定容真空容器中可部分分解為和氨氣．
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式：

 

．
②當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時，p_氨氣×p_硫化氫=a（Pa²），則容器中的總壓為

 

Pa；（用含a的代數(shù)式表示）
③該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志：

 

；
A、平均摩爾質(zhì)量不變          B、氣體的密度不變
C、硫化氫的體積分?jǐn)?shù)不變      D、體系的溫度不變
E、正反應(yīng)速率不變            F、NH₄HS的質(zhì)量不變
④如圖是上述反應(yīng)過程中生成物濃度隨時間變化的示意圖．若t₂時增大氨氣的濃度且在t₃時反應(yīng)再次達(dá)到
平衡，請在圖上畫出t₂時刻后氨氣、硫化氫的濃度隨時間的變化曲線

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）硫化氫與FeCl₃溶液反應(yīng)生成單質(zhì)硫，H₂S具有強(qiáng)還原性，F(xiàn)e³⁺具有較強(qiáng)的氧化性，可以將S^2-氧化成S單質(zhì)；
（2）類比電解氯化鈉飽和溶液的電解反應(yīng)，寫出電解硫化鈉溶液的電解反應(yīng)方程式，根據(jù)產(chǎn)物來說明反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)；
（3）①NH₄HS分解生成等量的硫化氫和氨氣，依據(jù)平衡常數(shù)概念書寫，注意固體不寫入表達(dá)式；
②NH₄HS分解生成等量的硫化氫和氨氣，NH₃與H₂S的分壓相同；
③結(jié)合反應(yīng)特征，依據(jù)反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相同，各組成含量保持不變分析選項；
④t₂時增大氨氣的濃度，達(dá)到新平衡時，氨的濃度比原平衡的濃度要高，且NH₃與H₂S濃度的降低比例是相同，據(jù)此來作圖即可．

解答： 解：（1）H₂S具有強(qiáng)還原性，F(xiàn)e³⁺具有較強(qiáng)的氧化性，可以將S^2-氧化成S單質(zhì)，本身被還原成Fe²⁺，由于H₂S是弱電解質(zhì)，故書寫離子方程式時，應(yīng)寫其分子式，即2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺，故答案為：2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺；
（2）電解硫化鈉溶液的電解反應(yīng)方程式為：Na₂S+2H₂O

通電  .

S↓+H₂↑+2NaOH，根據(jù)反應(yīng)方程式可以得出：產(chǎn)物除硫單質(zhì)外，還有H₂和NaOH生成，所以該過程的優(yōu)點(diǎn)是：副產(chǎn)物是氫氣，生成的NaOH可循環(huán)利用；
故答案為：Na₂S+2H₂O

通電  .

S↓+H₂↑+2NaOH；副產(chǎn)氫氣，生成的NaOH可循環(huán)利用；
（3）①NH₄HS固體在定容真空容器中可部分分解為和氨氣，NH₄HS（s）=NH₃↑+H₂S↑，平衡常數(shù)K=[NH₃][H₂S]；
故答案為：[NH₃][H₂S]；
②NH₄HS=NH₃+H₂S，由NH₄HS分解的反應(yīng)方程式可知：NH₃與H₂S的分壓相同，故p_硫化氫=p_氨氣=

a

Pa，所以平衡后的總壓為p_硫化氫+p_氨氣=2

a

Pa，故答案為：2

a

；
③NH₄HS（s）=NH₃↑+H₂S↑，反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng)
A、硫氫化銨是固體，反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)平均摩爾質(zhì)量始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A不符合；       
B、反應(yīng)前后氣體質(zhì)量增多，氣體的密度不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B符合；
C、反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)下，硫化氫的體積分?jǐn)?shù)始終不變，故C不符合；      
D、反應(yīng)過程中一定伴隨能量的變化，體系的溫度不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D符合；
E、正反應(yīng)速率不變，單位時間內(nèi)生成氣體濃度變化不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故E符合；          
F、NH₄HS的質(zhì)量不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故F符合；
故答案為：BDEF；
④t₂時增大氨氣的濃度，達(dá)到新平衡時，氨的濃度比原平衡的濃度要高，并且產(chǎn)生的氨氣和硫化氫的量是相等的，所以NH₃與H₂S濃度的降低比例是相同的，即圖象中的斜率相同，即；
故答案為：．

點(diǎn)評：本題涉及氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率和平衡等方面的有關(guān)知識，綜合性強(qiáng)，難度增大．