题目内容
化石燃料开采和加工过程中常有硫化氢废气．工业上可用硫化氢制取氢气，分析化学上硫化氢溶液用作离子分组试剂．（1）H2S的电子式为
（2）利用H2S废气制取氢气的常见方法有高温热分解法和电化学法两种．
①高温热分解法的原理可表示为：H2S（g）?H2（g）+
| 1 |
| 2 |
a．高温 b．低温 c．高压 d．催化剂
②电化学法制氢过程的示意图如图，反应池中发生反应的化学方程式为
（3）25℃时，H2S的两极电离常数依次为K+1=0.9×10-7、K+2=1.2×10-15，在含浓度均为0.1mol?L-1的Fe2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+四种离子的溶液中，控制c（H+）=0.3mol?L-1，加入0.1mol?L-1 H2S溶液，能被沉淀的离子是
考点：化学平衡的影响因素,弱电解质在水溶液中的电离平衡,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,电解原理
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）H2S为共价化合物，硫原子中最外层有8个电子达到稳定结构，分子中存在两个H-S键；
（2）①依据平衡常数概念书写表达式，用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，随着反应温度的升高，K值逐渐增大说明反应是吸热反应；已经影响化学平衡和反应速率的因素分析判断选项；
②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应，氯化铁氧化硫化氢为硫单质，氯化亚铁和氯化氢；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，a为阳极亚铁离子失电子生成铁离子，b为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，以此来解答．
（3）控制c（H+）=0.3mol?L-1，依据电离常数计算硫离子浓度，结合溶度积常数和浓度商比较分析是否沉淀．
（2）①依据平衡常数概念书写表达式，用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，随着反应温度的升高，K值逐渐增大说明反应是吸热反应；已经影响化学平衡和反应速率的因素分析判断选项；
②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应，氯化铁氧化硫化氢为硫单质，氯化亚铁和氯化氢；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，a为阳极亚铁离子失电子生成铁离子，b为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，以此来解答．
（3）控制c（H+）=0.3mol?L-1，依据电离常数计算硫离子浓度，结合溶度积常数和浓度商比较分析是否沉淀．
解答：
解：（1）H2S为共价化合物，硫原子中最外层有8个电子达到稳定结构，分子中存在两个H-S键，电子式为：
，故答案为：；
（2）①H2S（g）?H2（g）+
S2（g），该反应的平衡常数表达为K=
；实验表明随着反应温度的升高，K值逐渐增大，反应为吸热反应，既能提高分解速率，又能提高H2S的平衡转化率的应该改变条件增大反应速率，平衡正向进行；
a．反应是吸热反应，高温平衡正向进行，反应速率增大，硫化氢转化率增大，故a符合；
b．反应是吸热反应，低温平衡逆向进行，反应速率减小，故b不符合；
c．反应是气体体积增大的反应，高压反应速率增大，平衡逆向进行，硫化氢转化率减小，故c不符合；
d．催化剂改变反应速率不改变化学平衡，硫化氢转化率不变，故d不符合；
故答案为：
；a；
②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应，氯化铁氧化硫化氢为硫单质，反应的化学方程式为：H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl，氯化亚铁和氯化氢；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，a为阳极亚铁离子失电子生成铁离子，电极反应为：Fe2+-e-=Fe3+，b为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气；
故答案为：H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl；Fe2+-e-=Fe3+；
（3）25℃时，H2S的两极电离常数依次为K1=0.9×10-7、K2=1.2×10-15，在含浓度均为0.1mol?L-1的Fe2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+四种离子的溶液中，控制c（H+）=0.3mol?L-1，加入0.1mol?L-1 H2S溶液，K1=0.9×10-7、K2=1.2×10-15，控制c（H+）=0.3mol?L-1，H2S?H++HS-，HS-?H++S2-，K1×K2=
，c（S2-）=
=1.2×10-22，在含浓度均为0.1mol?L-1的Fe2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+四种离子的溶液中，已知Ksp（FeS）=6.3×10-18，Ksp（CuS）=1.3×10-36，Ksp（PbS）=3.4×10-28，Ksp（MnS）=2.5×10-13），c（Fe2+）c（S2-）=0.1×1.2×10-22=1.2×10-23＜Ksp（FeS），亚铁离子不能沉淀，
c（Cu2+）c（S2-）=0.1×1.2×10-22=1.2×10-23＞1.3×10-36，铜离子沉淀，有几次比较可知，Pb2+离子沉淀，Mn2+不能沉淀；
故答案为：Cu2+、Pb2+．
，故答案为：；（2）①H2S（g）?H2（g）+
| 1 |
| 2 |
c(H2)c
| ||
| c(H2S) |
a．反应是吸热反应，高温平衡正向进行，反应速率增大，硫化氢转化率增大，故a符合；
b．反应是吸热反应，低温平衡逆向进行，反应速率减小，故b不符合；
c．反应是气体体积增大的反应，高压反应速率增大，平衡逆向进行，硫化氢转化率减小，故c不符合；
d．催化剂改变反应速率不改变化学平衡，硫化氢转化率不变，故d不符合；
故答案为：
c(H2)c
| ||
| c(H2S) |
②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应，氯化铁氧化硫化氢为硫单质，反应的化学方程式为：H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl，氯化亚铁和氯化氢；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，a为阳极亚铁离子失电子生成铁离子，电极反应为：Fe2+-e-=Fe3+，b为阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气；
故答案为：H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl；Fe2+-e-=Fe3+；
（3）25℃时，H2S的两极电离常数依次为K1=0.9×10-7、K2=1.2×10-15，在含浓度均为0.1mol?L-1的Fe2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+四种离子的溶液中，控制c（H+）=0.3mol?L-1，加入0.1mol?L-1 H2S溶液，K1=0.9×10-7、K2=1.2×10-15，控制c（H+）=0.3mol?L-1，H2S?H++HS-，HS-?H++S2-，K1×K2=
| c2(H+)c(S2-) |
| c(H2S) |
| 1.2×10-15×0.9×10-7×0.1 |
| 0．32 |
c（Cu2+）c（S2-）=0.1×1.2×10-22=1.2×10-23＞1.3×10-36，铜离子沉淀，有几次比较可知，Pb2+离子沉淀，Mn2+不能沉淀；
故答案为：Cu2+、Pb2+．
点评：本题考查了化学平衡影响因素，平衡常数计算分析，电解原理、沉淀软件排行的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
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