Question

11．化石燃料开采、加工过程常产生H₂S废气，H₂S的转化是资源利用和环境保护的重要课题．
（1）写出H₂S的结构式H-S-H．
（2）H₂S是二元弱酸，可溶于水．写出其电离方程式H₂S?HS^-+H⁺，将少量氨气通入H₂S溶液中反应的化学方程式H₂S+NH₃=NH₄HS．
（3）H₂S易被氧化．将H₂S和空气的混合气体通入FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液中反应可回收S，其物质转化如图1所示．
①在图示的转化中，化合价不变的元素是Cu、H、Cl．
②反应中保持溶液中Fe³⁺的物质的量不变，当有1mol H₂S转化为硫单质时，需要消耗O₂的物质的量为0.5mol．
（4）H₂S不稳定，在高温下会分解生成硫蒸气和H₂．若反应过程中，混合气体中各组分的体积分数如图2所示，硫蒸气的分子式为S₂．

Answer 1

分析 （1）H₂S中含有S-H键，与水的结构相似；
（2）H₂S是二元弱酸，可电离出HS^-离子，与少量氨气反应可生成NH₄HS；
（3）根据图中各元素化合价变化分析，该反应中S元素化合价由-2价变为0价、O元素化合价由0价变为-2价，根据氧化还原反应中得失电子相等；
（4）根据题意知，该反应是可逆反应，反应物是硫化氢，根据图象知，生成物中含有S元素的物质是氢气的一半，则生成物是S₂和H₂，再结合反应条件书写方程式．

解答 解：（1）H₂S中含有S-H键，与水的结构相似，结构式为H-S-H，故答案为：H-S-H；
（2）H₂S是二元弱酸，可电离出HS^-离子，电离方程式为H₂S?HS^-+H⁺，与少量氨气反应可生成NH₄HS，反应的化学方程式为H₂S+NH₃=NH₄HS，
故答案为：H₂S?HS^-+H⁺；H₂S+NH₃=NH₄HS；
（3）①根据图中各元素化合价知，Cu元素化合价都是+2价、H元素化合价都是+1价、Cl元素化合价都是-1价，所以化合价不变的是Cu、H、Cl元素，
故答案为：Cu、H、Cl；
②H₂S不稳定，易被氧气氧化生成S单质，反应方程式为2H₂S+O₂=2S+2H₂O，该反应中S元素化合价由-2价变为0价、O元素化合价由0价变为-2价，根据氧化还原反应中得失电子相等得，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，消耗O₂的物质的量=$\frac{1mol}{2}$=0.5mol，
故答案为：0.5mol；
（4）根据题意知，该反应是可逆反应，反应物是硫化氢，根据图象知，生成物中含有S元素的物质是氢气的一半，则生成物是S₂和H₂，该反应方程式为2H₂S?2H₂+S₂，故答案为：S₂．

点评 本题以S为载体考查了氧化还原反应，图象分析判断等知识点，为高频考点，会正确分析图象中各个物理量的含义是解本题关键，再结合氧化还原反应中各个物理量之间的关系，化学方程式书写等有关知识来分析解答即可，题目难度中等．