Question

【题目】利用H2S废气制取H2的方法有利于环保。

(l) H2S的电子式是____，H2S溶液中H2S、HS-，S2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示，H2S的电离平衡常数ka1= ___________

(2)利用H2S废气制取H2的方法有多种。

①热化学硫碘循环法 已知循环反应如下：

H2S（g）+ H2SO4（aq）═S(s)+ SO2（g）+2 H2O（l）△H1=61 kJ/mol

SO2（g）+I2（g）+2 H2O（l）=2HI（aq）+ H2SO4（aq）△H2=-151 kJ/mol

2HI（aq）= H2(g)+ I2（g）△H3=110kJ/mol

写出硫化氢气体分解为氢气和固体硫的热化学方程式_____。

②高温热分解法

已知：H2S (g) =H2(g)+l/2S2（g）

在恒温密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为cmol/L，测定H2S的转化率，H2S的平衡转化率与温度关系如图所示。据图可知：温度升高平衡常数K_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。若985℃时平衡常数K=0.04，则起始浓度c= ______mol/L 。

③电化学法 该法制氢过程的示意图如上图。循环利用的物质是____。反应池中化学反应方程式为______。电解池阳极电极反应式为____ 。

Answer 1

【答案】 10-7.24 H2S(g)==H2(g)+S(s) ΔH=20KJ·mol-1 增大 0.018 ③FeCl3 2FeCl3+H2S==2FeCl2+S↓+2HCl Fe2+－e－==Fe3+

【解析】 (1) H2S的电子式为，根据H2S溶液中H2S、HS-，S2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化图，当pH=7.24时，c(H2S )= c(HS-)，则H2S 的电离平衡常数ka1== c(H+)=10-7.24，故答案为：；10-7.24；

(2) ①i.H2S(g)+ H2SO4(aq)═S(s)+ SO2(g)+2 H2O(l)△H1=61 kJ/mol，ii.SO2(g)+I2(g)+2 H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq)△H2=-151 kJ/mol，iii.2HI(aq)= H2(g)+ I2(g)△H3=110kJ/mol

根据盖斯定律，将i+ii+iii得，H2S(g)==H2(g)+S(s) ΔH=20kJ·mol-1，故答案为：H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ/mol；

②据图可知：温度升高，H2S的平衡转化率增大，平衡正向移动，平衡常数K增大。985℃时，H2S的平衡转化率为40%，起始浓度H2S的浓度为c mol/L，则平衡时c(H2S)=0.6c mol/L，c(H2)=0.4c mol/L，c(S2)=0.2c mol/L，则K=0.04=，解得c=0.018，故答案为：增大；0.018；

③根据装置图，硫化氢与氯化铁在反应池中发生2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl，反应生成的亚铁离子在电解池中被氧化生成铁离子，参与循环利用，电解池阳极电极反应式为Fe2+－e－=Fe3+，故答案为：FeCl3；2FeCl3+H2S==2FeCl2+S↓+2HCl；Fe2+－e－=Fe3+。