H
2S廣泛存在于許多燃氣和工業(yè)廢氣中,脫除其中的H
2S既可回收硫又可防止產(chǎn)生污染?;卮鹣铝袉栴}:
(1)Tretford氧化法脫H
2S,包括H
2S的吸收、氧化析硫、焦釩酸鈉的氧化等。已知H
2S、H
2CO
3的電離常數(shù)如右表所示:
|
Ka1 |
Ka2 |
H2S |
9.1×10-8 |
1.1×10-12 |
H2CO3 |
4.3×10-7 |
5.61×10-11 |
純堿溶液吸收H
2S的離子方程式為
H2S+CO32-=HCO3-+HS-
H2S+CO32-=HCO3-+HS-
。
(2)Claus氧化回收硫的反應(yīng)原理為:2H
2S(g)+O
2(g)=2S(g)+2H
2O(g)ΔH
12H
2S(g)+3O
2(g)=2SO
2(g)+2H
2O(g)ΔH
2=-1124kJ?mol
-12H
2S(g)+SO
2(g)=3S(g)+2H
2O(g)ΔH
3=-233kJ?mol
-1則ΔH
1=
-530
-530
kJ?mol
-1。
(3)H
2S分解反應(yīng)2H
2S(g)?2H
2(g)+S
2(g)在無催化劑及Al
2O
3催化下,H
2S在反應(yīng)器中不同溫度時反應(yīng),每間隔相同時間測定一次H
2S的轉(zhuǎn)化率,其轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示:
①該反應(yīng)的ΔH
>
>
(填“>”或“<”)0。
②在不加催化劑時,溫度越高H
2S的轉(zhuǎn)化率越接近平衡時的轉(zhuǎn)化率,原因是
溫度越高,反應(yīng)速率越快,達到平衡的時間越短
溫度越高,反應(yīng)速率越快,達到平衡的時間越短
;在約1100℃時,有無Al
2O
3催化,其轉(zhuǎn)化率幾乎相等,是因為
1100℃時,Al2O3幾乎失去催化活性
1100℃時,Al2O3幾乎失去催化活性
。
③若起始時在恒容密閉容器中只充入H
2S,在A點達到平衡時,若此時氣體總壓強為p,則此溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)K
p=
0.2p
0.2p
(K
p=為以分壓表示的平衡常數(shù),氣體分壓=氣體總壓×體積分數(shù),列出含p的代數(shù)式)。
(4)一種利用H
2S電催化制氫并最終制得硫酸的裝置如圖所示:
①b接電源的
負
負
(填“正”或“負”)極,陽極的電極反應(yīng)式為
H2S-6e-+2H2O=6H++SO2
H2S-6e-+2H2O=6H++SO2
。
②寫出一個SO
2經(jīng)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H
2SO
4的化學(xué)方程式:
SO2+H2O2=H2SO4
SO2+H2O2=H2SO4
。