Question

10．天然氣中含有的硫化氫氣體，是具有臭蛋氣味的劇毒氣體，長期吸入硫化氫可引起嗅覺減退，并出現(xiàn)神經(jīng)衰弱綜合癥和植物神經(jīng)功能障礙．脫除天然氣中的硫化氫既能減少環(huán)境污染，又可回收硫資源．以下為幾種回收方案：
（1）方案一：用FeCl₃溶液吸收硫化氫氣體生成單質(zhì)硫．寫出硫化氫氣體與FeCl₃溶液反應(yīng)的離子方程式：2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺．
（2）方案二：用NaOH溶液吸收硫化氫．向1L物質(zhì)的量濃度為0.2a mol/L的NaOH溶液中通入2.24a L純的H₂S氣體（氣體為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積），充分反應(yīng)后溶液呈堿性（填“酸性”、“中性”、“堿性”），理由是S^2-+H₂O?HS^-+OH^-（用離子方程式來說明）．
向上述所得溶液中通入適量的氯氣，使硫元素都變成硫單質(zhì)沉淀，這時溶液中的c（Cl^-）=2.0×10^-8mol/L，溶液經(jīng)過濾后，加入等體積的AgNO₃溶液后出現(xiàn)白色沉淀，需要加入AgNO₃溶液最小濃度為1.8×10^-2mol/Lmol/L．（已知常溫下K_sp（AgCl）=1.8×10^-10）
（3）方案三：用H₂S、空氣和NaOH溶液組成燃料電池，其總反應(yīng)式為：2H₂S+3O₂+4NaOH═2Na₂SO₃+4H₂O，該電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為：2H₂S+16OH^--12e^-=2SO₃^2-+10H₂O．
（4）利用方案三的電池連接惰性電極，分別電解足量的硫酸銅溶液，硫酸鈉溶液，氯化鈉溶液，當(dāng)通過相同的電量時各溶液的PH的變化分別是變小，不變，變大（填“變大”、“變小”、“不變”）；生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積之比為：1：3：4．

Answer 1

分析 （1）H₂S具有強還原性，F(xiàn)e³⁺具有較強的氧化性，可以將S^2-氧化成S單質(zhì)；
（2）n（NaOH）=1L×0.2amol/L=0.2amol，n（H₂S）=$\frac{2.24aL}{22.4L/mol}$=0.1amol，二者恰好發(fā)生2NaOH+H₂S=Na₂S+2H₂O，Na₂S為強堿弱酸鹽，水解呈堿性；
結(jié)合Ksp=c（Cl^-）×c（Ag⁺）計算，注意體積的變化；
（3）由總方程式可知，反應(yīng)中S元素化合價升高，H₂S被氧化，O元素化合價降低被還原，則通入H₂S的一極為負(fù)極，被氧化生成SO₃^2-；
（4）結(jié)合電解方程式2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄、2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-、2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂+O₂計算．

解答 解：（1）H₂S具有強還原性，F(xiàn)e³⁺具有較強的氧化性，可以將S^2-氧化成S單質(zhì)，本身被還原成Fe²⁺，由于H₂S是弱電解質(zhì)，故書寫離子方程式時，應(yīng)寫其分子式，即2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺，故答案為：2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺；
（2）n（NaOH）=1L×0.2amol/L=0.2amol，n（H₂S）=$\frac{2.24aL}{22.4L/mol}$=0.1amol，二者恰好發(fā)生2NaOH+H₂S=Na₂S+2H₂O，Na₂S為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，水解方程式為S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，
溶液中的c（Cl^-）=2.0×10^-8mol/L，則混合后生成沉淀時c（Ag⁺）=$\frac{1.8×1{0}^{-10}}{2.0×1{0}^{-8}}$mol/L=9×10^-3mol/L，
則混合前c（Ag⁺）=9×10^-3mol/L×2=1.8×10^-2mol/L，
故答案為：堿性；S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；1.8×10^-2mol/L；
（3）由總方程式可知，反應(yīng)中S元素化合價升高，H₂S被氧化，O元素化合價降低被還原，則通入H₂S的一極為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生2H₂S+16OH^--12e^-=2SO₃^2-+10H₂O，
故答案為：2H₂S+16OH^--12e^-=2SO₃^2-+10H₂O；
（4）分別電解足量的硫酸銅溶液，硫酸鈉溶液，氯化鈉溶液，由電解方程式2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄、2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂+O₂、2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-可知電解后硫酸銅生成硫酸，溶液酸性增強，則pH減小，硫酸鈉為中性溶液，pH不變，氯化鈉溶液生成NaOH，pH增大，
假設(shè)轉(zhuǎn)移2mol電子，則硫酸銅溶液生成0.5molO₂，硫酸鈉溶液生成1molH₂和0.5molO₂，氯化鈉溶液生成1mol氯氣和1mol氫氣，體積比為0.5：1.5：2=1：3：4，
故答案為：變�。徊蛔�；變大；1：3：4．

點評 本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的分離、檢驗以及電解池等知識，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰�和計算能力的考查，為高頻考點，注意把握實驗的原理和原電池的工作原理，難度不大．