Question

石油脫硫廢氣中含有較多的硫化氫，如何對其進(jìn)行綜合利用回收硫是研究的熱點．完成下列填空：
（1）實驗室用啟普發(fā)生器制備硫化氫氣體，原料可選用

 

（選填編號）．
a．稀鹽酸與硫化銅b．稀硫酸與硫化亞鐵
c．稀硝酸與硫化鋅d．濃鹽酸與硫化鈉
若要得到一瓶干燥純凈的硫化氫，除啟普發(fā)生器外，還應(yīng)選用的裝置依次是

 

（填編號）．
（2）如圖⑧，將充滿相同體積（同溫同壓）的二氧化硫與硫化氫氣體的集氣瓶對口放置，抽去毛玻璃片充分反應(yīng)．觀察到的現(xiàn)象是

 

．檢驗最終剩余氣體的方法是

 

．
（3）一種回收硫的方法稱為克勞斯法，其主要流程是先將部分H₂S氧化為SO₂，再與剩余H₂S作用．若廢氣中含67.2m³ H₂S，為充分回收硫，需要消耗空氣

 

m³（設(shè)空氣中O₂的體積分?jǐn)?shù)為0.20）．
（4）工業(yè)上常用吸收-電解法回收硫．主要過程分兩步：
第一步，用FeCl₃溶液吸收H₂S．此過程中溶液pH

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
第二步，過濾后對濾液進(jìn)行電解，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺

通電

 2Fe³⁺+H₂↑
吸收-電解法的優(yōu)勢是：①H₂S的吸收率高；②

 

．
有人提出，第二步可以改為向所得溶液中通入O₂，也能實現(xiàn)同樣的目的，此時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（5）請再設(shè)計一種從硫化氫中回收硫的方法（用化學(xué)方程式表示）．

 

．

Answer 1

考點：常見氣體制備原理及裝置選擇,物質(zhì)分離、提純的實驗方案設(shè)計

專題：

分析：（1）啟普發(fā)生器制取氣體，所選試劑應(yīng)為塊狀固體和液體，且反應(yīng)不需要加熱，氣體不溶于水；依據(jù)硫化氫的性質(zhì)回答即可；
（2）二氧化硫的密度大，抽去毛玻璃片之后，二氧化硫與硫化氫混合，二氧化硫具有強化性，硫化氫具有還原性，兩者反應(yīng)生成硫單質(zhì)，據(jù)此解答即可；
（3）依據(jù)原理書寫化學(xué)反應(yīng)方程式，依據(jù)方程式找出硫化氫與氧氣的關(guān)系，最后利用氧氣所占空氣的體積分?jǐn)?shù)計算即可；
（4）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式判斷溶液酸性強弱變化，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式得出鐵離子可以被循環(huán)利用，最后利用氧化還原反應(yīng)原理書寫方程式即可；
（5）硫化氫具有還原性，利用氧化性物質(zhì)與其反應(yīng)即可得到單質(zhì)S，據(jù)此解答即可．

解答： 解：（1）a．硫化銅不溶于鹽酸，故a錯誤；
b．稀硫酸與硫化亞鐵為塊狀固體和液體反應(yīng)，且不需要加熱，故b正確；
c．稀硝酸具有強氧化性，故c錯誤；
d．若用啟普發(fā)生器制取氣體，所選試劑應(yīng)為塊狀固體和液體，且反應(yīng)不需要加熱，故d錯誤；
稀硫酸與硫化亞鐵，稀鹽酸與硫化亞鐵制備硫化氫氣體，反應(yīng)試劑是固體和液體不加熱反應(yīng)生成氣體，氣體需要干燥，干燥硫化氫氣態(tài)用氯化鈣（②），硫化氫密度大于空氣，故利用向上排空氣法收集，即利用⑤，尾氣需要處理，氫氧化鈉與硫化氫反應(yīng)，即選擇⑥，
故答案為：b；②⑤⑥；
（2）二氧化硫的密度大，抽去毛玻璃片之后，二氧化硫與硫化氫混合，二氧化硫具有強化性，硫化氫具有還原性，兩者反應(yīng)生成硫單質(zhì)和水，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2H₂S+SO₂=2H₂O+3S↓，故反應(yīng)現(xiàn)象為：有黃色粉末析出，瓶壁上有小液滴，由于兩者是按照體積比相等混合，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式得出：二氧化硫有剩余，二氧化硫可使?jié)駶櫟钠芳t試紙褪色，利用此現(xiàn)象檢驗二氧化硫的存在即可，
故答案為：有黃色粉末析出，瓶壁上有小液滴；將濕潤的品紅試紙伸入瓶中，試紙褪色；
（3）依據(jù)題意可知：克勞斯法回收S涉及反應(yīng)分別為：2H₂S+3O₂=2H₂O+2SO₂①；2H₂S+SO₂=2H₂O+3S↓②，①+②×2，得即每有6molH₂S轉(zhuǎn)化生成S，需要氧氣3mol，若廢氣中含67.2m³ H₂S，那么消耗氧氣的體積為：

67.2

2

m³，即消耗空氣為：

67.2

2

m³×5=168m³，故答案為：168；
（4）H₂S具有強還原性，F(xiàn)e³⁺具有較強的氧化性，可以將S^2-氧化成S單質(zhì)，本身被還原成Fe²⁺，離子反應(yīng)方程式為：2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺，由于硫化氫為弱酸，鹽酸為強酸，故反應(yīng)后，氫離子濃度變大，故pH減小，過濾后對濾液進(jìn)行電解，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+2H⁺

通電

2Fe³⁺+H₂↑，分析發(fā)現(xiàn)又生成氯化鐵，故氯化鐵得到了循環(huán)利用，由于氧氣具有強氧化性，產(chǎn)物是水，故可以利用氧氣氧化亞鐵離子變成鐵離子，化學(xué)反應(yīng)方程式為：4FeCl₂+O₂+4HCl=4FeCl₃+2H₂O，
故答案為：減小；FeCl₃溶液可循環(huán)利用；4FeCl₂+O₂+4HCl=4FeCl₃+2H₂O；
（5）硫化氫具有還原性，可以與氯氣、氧氣等反應(yīng)，在此以氧氣為例，化學(xué)反應(yīng)方程式為2H₂S+O₂=2S+2H₂O，故答案為：2H₂S+O₂=2S↓+2H₂O．

點評：本題以脫硫為載體考查了可逆反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、電解原理等知識點，本題是一道綜合題，難度中等，考查了學(xué)生運用知識解決問題的能力，涉及到的知識點較多．