Question

17．煤是我国重要的化石燃料，煤化工行业中产生的H₂S也是一种重要的工业资源．
（1）煤液化是化学（填“物理”或“化学”）变化过程．
（2）煤液化过程中产生的H₂S可生产硫酸，部分过程如图1所示：

①SO₂反应器中的化学方程式是2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃．
②生产过程中的尾气需要测定SO₂的含量符合标准才能排放．已知有V L（已换算成标准状况）尾气，通入足量H₂O₂吸收再加足量BaCl₂溶液充分反应后（不考虑尾气中其他成分的反应），过滤、洗涤、干燥、称量得到b g沉淀．H₂O₂吸收SO₂的化学方程式是SO₂+H₂O₂=H₂SO₄；尾气中SO₂的含量（体积分数）的计算式是$\frac{22.4b}{233V}$×100%．
（3）H₂S还可用于回收单质硫．含有H₂S和空气的尾气按一定流速通入酸性FeCl₃溶液，可实现空气脱硫，得到单质硫．FeCl₃溶液吸收H₂S过程中，溶液中的n（Fe³⁺）、被吸收的n（H₂S） 随时间t的变化如图2．
①由图中信息可知，0～t₁时，一定发生的反应是H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺（用离子方程式表示）．
②t₁以后，溶液中n （Fe³⁺）保持基本不变，原因是t₁时刻后，溶液中的Fe²⁺被O₂氧化为Fe³⁺，Fe³⁺再与H₂S发生氧化还原反应，所以n（Fe³⁺）基本不变（或2H₂S+O₂=2S+2H₂O）．

Answer 1

分析 （1）煤液化就是以煤为原料生产甲醇的过程，是化学变化；
（2）煤液化过程中产生的H₂S可生产硫酸的流程为：煤液化过程中产生的H₂S被空气中的氧气氧化成二氧化硫，二氧化硫进一步被氧化成三氧化硫，在吸收塔中冷循环酸吸收三氧化硫生成硫酸，据此答题；
（3）含有H₂S和空气的尾气按一定流速通入酸性FeCl₃溶液，硫化氢被铁离子氧化成单质硫，随着时间的推移，溶液中的Fe²⁺被O₂氧化为Fe³⁺，Fe³⁺再与H₂S发生氧化还原反应，生成硫，所以n（Fe³⁺）基本不变，硫化氢不断被氧化成硫单质，据此答题．

解答 解：（1）煤液化就是以煤为原料生产甲醇的过程，是化学变化，
故答案为：化学；
（2）煤液化过程中产生的H₂S可生产硫酸的流程为：煤液化过程中产生的H₂S被空气中的氧气氧化成二氧化硫，二氧化硫进一步被氧化成三氧化硫，在吸收塔中冷循环酸吸收三氧化硫生成硫酸，
①SO₂反应器中的化学方程式是2SO₂+O₂ $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃，
故答案为：2SO₂+O₂ $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO₃；
②H₂O₂吸收SO₂的化学方程式是SO₂+H₂O₂=H₂SO₄，硫酸与氯化钡反应硫酸钡bg，所以SO₂的体积为$\frac{b}{233}×22.4L$，则尾气中SO₂的含量（体积分数）为$\frac{\frac{b}{233}×22.4}{V}$×100%=$\frac{22.4b}{233V}$×100%，
故答案为：$\frac{22.4b}{233V}$×100%；
（3）含有H₂S和空气的尾气按一定流速通入酸性FeCl₃溶液，硫化氢被铁离子氧化成单质硫，随着时间的推移，溶液中的Fe²⁺被O₂氧化为Fe³⁺，Fe³⁺再与H₂S发生氧化还原反应，生成硫，所以n（Fe³⁺）基本不变，硫化氢不断被氧化成硫单质，
①由图中信息可知，0～t₁时，铁离子浓度在下降，所以一定发生的反应是H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺，
故答案为：H₂S+2Fe³⁺=2Fe²⁺+S↓+2H⁺；
②t₁以后，溶液中n（Fe³⁺）保持基本不变，原因是t₁时刻后，溶液中的Fe²⁺被O₂氧化为Fe³⁺，Fe³⁺再与H₂S发生氧化还原反应，所以n（Fe³⁺）基本不变（或2H₂S+O₂=2S+2H₂O），
故答案为：t₁时刻后，溶液中的Fe²⁺被O₂氧化为Fe³⁺，Fe³⁺再与H₂S发生氧化还原反应，所以n（Fe³⁺）基本不变（或2H₂S+O₂=2S+2H₂O）．

点评 本题考查学生对工艺流程的理解、阅读题目获取信息能力，有一定的综合性，难度不大，需要学生具备扎实的基础知识并能灵活运用．