Question

硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題，由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法．
（1）將燒堿吸收H₂S后的溶液加入到如圖1所示的電解池的陽極區(qū)進行電解．電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：
S^2--2e^-═S，（n-1）S+S^2-═S_n^2-．
①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式：

 

．
②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成

 

．
（2）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2所示．
①在圖示的轉(zhuǎn)化中，化合價不變的元素是

 

．
②反應(yīng)中當有1mol H₂S轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)時，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

 

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③在溫度一定和不補加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分攪拌．欲使生成的硫單質(zhì)中不含CuS，可采取的措施有

 

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（3）H₂S在高溫下分解生成硫蒸氣和H₂，若反應(yīng)在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數(shù)如圖3所示，H₂S在高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

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Answer 1

考點：真題集萃,產(chǎn)物的百分含量隨濃度、時間的變化曲線,電解原理,含硫物質(zhì)的性質(zhì)及綜合應(yīng)用

專題：化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題,元素及其化合物

分析：（1）①陰極上氫離子放電生成氫氣，陽極上硫離子放電，電極反應(yīng)式為S^2--2e^-═S；
②S_n^2-和氫離子反應(yīng)生成S單質(zhì)，S元素失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，同時S元素得電子生成H₂S；
（2）①根據(jù)圖中各元素化合價變化分析；
②該反應(yīng)中S元素化合價由-2價變?yōu)?價、O元素化合價由0價變?yōu)?2價，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子相等；
③欲使生成的硫單質(zhì)中不含CuS，則硫離子不能剩余，硫離子完全被氧化為S單質(zhì)；
（3）根據(jù)題意知，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物是硫化氫，根據(jù)圖象知，生成物中含有S元素的物質(zhì)是氫氣的一半，則生成物是S₂和H₂，再結(jié)合反應(yīng)條件書寫方程式．

解答： 解：（1）①陽極上硫離子放電，電極反應(yīng)式為S^2--2e^-═S，陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為 2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故答案為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
②電解后陽極區(qū)離子為S_n^2-，酸性條件下，S_n^2-和氫離子反應(yīng)生成S單質(zhì)，S元素失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S單質(zhì)，同時S元素得電子生成H₂S，反應(yīng)方程式為S_n^2-+2H⁺=（n-1）S↓+H₂S↑，故答案為：S_n^2-+2H⁺=（n-1）S↓+H₂S↑；
（2）①根據(jù)圖中各元素化合價知，Cu元素化合價都是+2價、H元素化合價都是+1價、Cl元素化合價都是-1價，所以化合價不變的是Cu、H、Cl元素，故答案為：Cu、H、Cl；
②H₂S不穩(wěn)定，易被氧氣氧化生成S單質(zhì)，反應(yīng)方程式為2H₂S+O₂=2S+2H₂O，該反應(yīng)中S元素化合價由-2價變?yōu)?價、O元素化合價由0價變?yōu)?2價，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子相等得，消耗O₂的物質(zhì)的量=

1mol

2

×1=0.5mol，故答案為：0.5mol；
③欲使生成的硫單質(zhì)中不含CuS，則硫離子不能剩余，即硫離子完全被氧化為S單質(zhì)，所以氧氣必須過量，采取的措施為提高混合氣體中空氣的比例，故答案為：提高混合氣體中空氣的比例；
（3）根據(jù)題意知，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物是硫化氫，根據(jù)圖象知，生成物中含有S元素的物質(zhì)是氫氣的一半，則生成物是S₂和H₂，所以該反應(yīng)方程式為2H₂S

高溫

2H₂+S₂，故答案為：2H₂S

高溫

2H₂+S₂．

點評：本題以S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，會正確分析圖象中各個物理量的含義是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合電解原理、氧化還原反應(yīng)中各個物理量之間的關(guān)系、化學(xué)平衡有關(guān)知識來分析解答即可，題目難度中等．