Question

【题目】电化学脱硫技术是一种温和的净化技术，其基本原理为利用阳极反应产生的羟基自由基（·OH，氧元素为-1价）将燃煤中的含硫物质氧化除去，其装置示意图如图所示。

（1）将煤打成煤浆加入电解槽的目的是________。

（2）阳极的电极反应式为________。

（3）补全用羟基自由基除去煤中二硫化亚铁（FeS2）的反应的离子方程式：FeS2 +·OH =Fe3+ + SO42- + H2O +___。

（4）利用上述装置对某含FeS2的煤样品进行电解脱硫，测得一定时间内随溶液起始pH的改变脱硫率（溶于水中的硫元素质量占煤样中硫元素总质量的百分比）的变化如下图所示。

pH大于1.5后脱硫率下降的可能原因有：随着pH的升高，反应物的氧化性或还原性降低；________。

Answer 1

【答案】增大接触面积，提高反应速率（或使反应更充分） H2O – e-=·OH + H+（或OH-– e-=·OH） 1 FeS2 + 15·OH=1Fe3+ + 2SO42- + 7 H2O +1___H+___ pH升高，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3，覆盖在煤浆表面，阻止反应进行

【解析】

（1）将煤打成煤浆可以增大接触面积；

（2）阳极水得电子产生了羟基自由基；

（3）根据得失电子守恒、电荷守恒配平用羟基自由基除去煤中二硫化亚铁（FeS2）的离子方程式；

（4）根据铁元素易水解回答；

（1）将煤打成煤浆可以增大接触面积，提高反应速率，使反应更充分；

（2）阳极水得电子产生了羟基自由基，阳极反应式是H2O – e-=·OH + H+；

（3）FeS2 中S元素化合价由-1升高为+6、Fe元素化合价由+2升高为+3，·OH 中氧元素化合价由-1降低为-2，根据得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式是1 FeS2 + 15·OH=1Fe3+ + 2SO42- + 7 H2O +H+；

（4）pH升高，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3，覆盖在煤浆表面，阻止反应进行。