Question

【題目】（1）將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應(yīng)回收S，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖所示。

①在圖示的轉(zhuǎn)化中，化合價(jià)不變的元素是_________________。

②反應(yīng)中當(dāng)有1mol H2S轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)時(shí)，保持溶液中Fe3＋的物質(zhì)的量不變，需消耗O2的物質(zhì)的量為_________________。

（2）已知硫有多種同素異形體，如S2 、S4、 S6 、S8等。H2S在高溫下分解生成硫蒸氣和H2。若反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如圖所示，H2S在高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。

（3）H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物種的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH的關(guān)系分別如題20圖- 1和題20圖- 2所示。

（3）溶液的pH對(duì)吸附劑X表面所帶電荷有影響。pH =7. 1時(shí), 吸附劑X表面不帶電荷; pH > 7.1時(shí)帶負(fù)電荷,pH越高,表面所帶負(fù)電荷越多;pH<7.1時(shí)帶正電荷,pH越低,表面所帶正電荷越多。pH不同時(shí)吸附劑X對(duì)三價(jià)砷和五價(jià)砷的平衡吸附量(吸附達(dá)平衡時(shí)單位質(zhì)量吸附劑X吸附砷的質(zhì)量)如題20圖-3所示。

①在pH7~9之間,吸附劑X對(duì)五價(jià)砷的平衡吸附量隨pH升高而迅速下降,其原因是____________。

②在pH4~7之間,吸附劑X對(duì)水中三價(jià)砷的去除能力遠(yuǎn)比五價(jià)砷的弱,這是因?yàn)?/span>___________。 提高吸附劑X對(duì)三價(jià)砷去除效果可采取的措施是________________________。

Answer 1

【答案】 Cu、H、Cl（或銅、氫、氯） 0.5mol 在pH7~9之間,隨pH升高H2AsO4-轉(zhuǎn)變?yōu)镠AsO42-,吸附劑X表面所帶負(fù)電荷增多,靜電斥力增加 在pH4~7之間,吸附劑X表面帶正電,五價(jià)砷主要以H2AsO4-和HAsO42-陰離子存在,靜電引力較大;而三價(jià)砷主要以H3AsO3分子存在,與吸附劑X表面產(chǎn)生的靜電引力小 加入氧化劑,將三價(jià)砷轉(zhuǎn)化為五價(jià)砷

【解析】（1）由圖可知，反應(yīng)原理為氧氣把亞鐵離子氧化為鐵離子，然后鐵離子再把硫化銅中的-2價(jià)硫氧化為S單質(zhì)。

①在圖示的轉(zhuǎn)化中，銅元素始終是+2價(jià)，H元素保持+1價(jià)不變，氯元素保持-1價(jià)不變，所以化合價(jià)不變的元素是Cu、H、Cl（或銅、氫、氯）。

②反應(yīng)中當(dāng)有1mol H2S轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)時(shí)，電子轉(zhuǎn)移2mol，保持溶液中Fe3＋的物質(zhì)的量不變，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可以計(jì)算出需消耗O2的物質(zhì)的量為0.5mol 。

（2）已知硫有多種同素異形體，如S2 、S4、 S6 、S8等。H2S在高溫下分解生成硫蒸氣和H2。由圖可知，兩種分解產(chǎn)物的體積比大約為1:2，所以H2S在高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（3）①由圖可知，在pH7~9之間,吸附劑X對(duì)五價(jià)砷的平衡吸附量隨pH升高而迅速下降,其原因是在pH7~9之間,隨pH升高H2AsO4-轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>HAsO42-,吸附劑X表面所帶負(fù)電荷增多,靜電斥力增加。

②由圖可知，在pH4~7之間,吸附劑X對(duì)水中三價(jià)砷的去除能力遠(yuǎn)比五價(jià)砷的弱,這是因?yàn)樵?/span>pH4~7之間,吸附劑X表面帶正電,五價(jià)砷主要以H2AsO4-和HAsO42-陰離子存在,靜電引力較大;而三價(jià)砷主要以H3AsO3分子存在,與吸附劑X表面產(chǎn)生的靜電引力小。 提高吸附劑X對(duì)三價(jià)砷去除效果可采取的措施是加入氧化劑,將三價(jià)砷轉(zhuǎn)化為五價(jià)砷。