Question

【题目】（1）将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。

①在图示的转化中，化合价不变的元素是_________________。

②反应中当有1mol H2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3＋的物质的量不变，需消耗O2的物质的量为_________________。

（2）已知硫有多种同素异形体，如S2 、S4、 S6 、S8等。H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示，H2S在高温下分解反应的化学方程式为_______________________。

（3）H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如题20图- 1和题20图- 2所示。

（3）溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH =7. 1时, 吸附剂X表面不带电荷; pH > 7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如题20图-3所示。

①在pH7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是____________。

②在pH4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为___________。 提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是________________________。

Answer 1

【答案】 Cu、H、Cl（或铜、氢、氯） 0.5mol 在pH7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42-,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加 在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小 加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷

【解析】（1）由图可知，反应原理为氧气把亚铁离子氧化为铁离子，然后铁离子再把硫化铜中的-2价硫氧化为S单质。

①在图示的转化中，铜元素始终是+2价，H元素保持+1价不变，氯元素保持-1价不变，所以化合价不变的元素是Cu、H、Cl（或铜、氢、氯）。

②反应中当有1mol H2S转化为硫单质时，电子转移2mol，保持溶液中Fe3＋的物质的量不变，根据电子转移守恒，可以计算出需消耗O2的物质的量为0.5mol 。

（2）已知硫有多种同素异形体，如S2 、S4、 S6 、S8等。H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。由图可知，两种分解产物的体积比大约为1:2，所以H2S在高温下分解反应的化学方程式为。

（3）①由图可知，在pH7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是在pH7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42-,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加。

②由图可知，在pH4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小。 提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷。