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硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2)是有害氣體,可用多種方法進(jìn)行脫除。
(1)H2S和SO2的VSEPR模型分別為
四面體形
四面體形
、
平面三角形
平面三角形

(2)實(shí)驗(yàn)室制取乙炔時(shí),用硫酸銅溶液除去乙炔氣體中混有的H2S氣體,發(fā)生反應(yīng):H2S(aq)+Cu2+(aq)?CuS(s)+2H+(aq),計(jì)算25℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
k
a
1
×
k
a
2
K
sp
C
u
S
k
a
1
×
k
a
2
K
sp
C
u
S
。(已知25℃時(shí)Ksp(CuS)=1.25×10-36,H2S的Ka1=1×10-7,Ka2=1×10-13
(3)通過(guò)電化學(xué)循環(huán)法可將H2S轉(zhuǎn)化為H2SO4和H2(如圖所示)。其中氧化過(guò)程發(fā)生如下兩步反應(yīng):H2S+H2SO4═SO2↑+S↓+2H2O、S+O2═SO2

①電極a上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為
SO2-2e-+2H2O═4H++
SO
2
-
4
SO2-2e-+2H2O═4H++
SO
2
-
4
。
②理論上1molH2S參加反應(yīng)可產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為
2mol
2mol

(4)硫酸工業(yè)的尾氣中含SO2等污染性氣體,通常用堿液如氨水進(jìn)行吸收處理,實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保和廢物利用。研究發(fā)現(xiàn),Na2SO3溶液也可以用來(lái)處理廢氣中的SO2,發(fā)生反應(yīng)Na2SO3+H2O+SO2═2NaHSO3。
查閱資料可知,常溫下,部分弱酸的電離平衡常數(shù)如表:
弱酸 HClO H2CO3 H2SO3
電離平衡常數(shù)(25℃) Ka=4.0×10-8 Ka1=4.3×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka1=1.5×10-3,
Ka2=6×10-8
①相同物質(zhì)的量濃度的三種酸溶液HClO、H2CO3和H2SO3由水電離的c(H+)最大的是
HClO
HClO
(填化學(xué)式)。
②將濃度均為0.1mol/L的NaHSO3和Na2SO3等體積混合,溶液pH=7.2。分析該溶液中離子濃度從大到小依次是
c(Na+)>c(
HSO
-
3
)>c(
SO
2
-
3
)>c(OH-)>c(H+
c(Na+)>c(
HSO
-
3
)>c(
SO
2
-
3
)>c(OH-)>c(H+
。
③根據(jù)表內(nèi)數(shù)據(jù),計(jì)算0.06mol/LNa2SO3溶液的pH=
10
10
(忽略
SO
2
-
3
的第二步水解)。
④測(cè)得吸收SO2后的NaHSO3和Na2SO3某混合溶液pH=6,進(jìn)行電解制硫酸并再生Na2SO3原理示意圖如圖所示。

電解時(shí)陽(yáng)極區(qū)會(huì)產(chǎn)生少量刺激性氣體,結(jié)合電極方程式分析產(chǎn)生氣體的原因是
陽(yáng)極電極反應(yīng)式為:
HSO
-
3
+H2O-2e-=
SO
2
-
4
+3H+,溶液酸性增強(qiáng),發(fā)生反應(yīng)
HSO
-
3
+H+=SO2↑+H2O,生成刺激性氣味的氣體二氧化硫
陽(yáng)極電極反應(yīng)式為:
HSO
-
3
+H2O-2e-=
SO
2
-
4
+3H+,溶液酸性增強(qiáng),發(fā)生反應(yīng)
HSO
-
3
+H+=SO2↑+H2O,生成刺激性氣味的氣體二氧化硫
。

【答案】四面體形;平面三角形;
k
a
1
×
k
a
2
K
sp
C
u
S
;SO2-2e-+2H2O═4H++
SO
2
-
4
;2mol;HClO;c(Na+)>c(
HSO
-
3
)>c(
SO
2
-
3
)>c(OH-)>c(H+);10;陽(yáng)極電極反應(yīng)式為:
HSO
-
3
+H2O-2e-=
SO
2
-
4
+3H+,溶液酸性增強(qiáng),發(fā)生反應(yīng)
HSO
-
3
+H+=SO2↑+H2O,生成刺激性氣味的氣體二氧化硫
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:45引用:2難度:0.6
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