Question

1．工業(yè)上采用下列工藝流程將石油廢氣中的硫化氫轉化為硫酸和氫氣等產(chǎn)品以防止污染．

（1）反應器1中裝有硫酸鐵的酸性溶液．
①配制硫酸鐵溶液時，需加入適量的硫酸，請用化學平衡移動原理解釋原因Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入硫酸，增加c（H⁺），使平衡逆向移動，抑制Fe³⁺水解
②反應器1中發(fā)生反應的離子方程式是2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S↓
（2）工業(yè)上用氨水和熱空氣吸收處理尾氣中的二氧化硫以生產(chǎn)氮肥，該反應的化學方程式是4NH₃•H₂O+2SO₂+O₂═2（NH₄）₂SO₄+2H₂O（3）富瑪克斯法治理硫化氫的方法和步驟如下：
a．用2%∽3%的Na₂CO₃溶液吸收含H₂S的廢氣：Na₂CO₃+H₂S═NaHC0₃+NaHS
b．向上述反應所得溶液中加入液體R-NO（R表示一種芳香烴基）與生成的某種酸式鹽的水溶液反應生成硫、堿和RNHOH；
C．步驟b生成的堿在溶液中與另一種酸式鹽反應生成正鹽；
d．R-NHOH與空氣中的氧氣反應又得到R-NO
①寫出上述b、d兩步反應的化學方程式：
bNaHS+RNO+H₂O=S↓+NaOH+RNHOH
d2RNHOH+O₂=2RNO+2H₂O
②已知二元弱酸H₂S分步電離常數(shù)為：K₁=1.3×10^-7、K₂=7.1×10^-15，則0.1mol•L^-1NaHS溶液中，除水分子外的各種微粒濃度由大到小的順序為：c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（OH^-）＞c（H₂S）＞c（H⁺）＞c（S^2-）
（4）上述兩種治理方法的共同優(yōu)點是吸收劑可循環(huán)使用．

Answer 1

分析 （1）①鐵離子水解生成氫氧化鐵變渾濁，配制硫酸鐵溶液時，加入適量的硫酸，硫酸抑制鐵離子的水解；
②根據(jù)Fe³⁺的氧化性與與H₂S的還原性判斷二者之間的反應，以此書寫反應的離子方程式；
（2）氨水呈堿性，可與酸性氧化物反應，二氧化硫具有還原性可被氧氣氧化；
（3）①根據(jù)反應物、生成物和反應條件及質量守恒定律的兩個原則，寫出正確的化學方程式；
②NaHS的電離方程式為HS^-?H⁺+S^2-，水解方程式為HS^-+H₂O?H₂S+OH^-，NaHS溶液呈堿性說明其水解大于電離，故c（OH^-）＞c（H₂S）＞c（H⁺）＞c（S^2-），由于水解是微弱的所以c（HS^-）＞c（S^2-），據(jù)此進行分析；
（4）兩種方法中氯化鐵和碳酸鈉可以循環(huán)使用．

解答 解：（1）①因為鐵離子會水解，生成氫氧化鐵，F(xiàn)e³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；加入硫酸的目的是在溶液里面形成一種酸性條件，抑制氫氧化鐵的生成，使得所配的溶液不會有沉淀，得到較純凈的硫酸鐵溶液，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入硫酸，增加c（H⁺），使平衡逆向移動，抑制Fe³⁺水解；
②在酸性溶液中，具有氧化性的Fe³⁺與具有還原性的H₂S發(fā)生氧化還原反應，反應的離子方程式為2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S↓，
故答案為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S↓；
（2）二氧化硫具有還原性，可被氧氣氧化，氨水呈堿性，可與具有酸性的SO₃發(fā)生反應，用氨水和熱空氣吸收處理尾氣中的二氧化硫，生成硫酸銨和水，反應為：4NH₃•H₂O+2SO₂+O₂═2（NH₄）₂SO₄+2H₂O，
故答案為：4NH₃•H₂O+2SO₂+O₂═2（NH₄）₂SO₄+2H₂O； 
（3）①b．由信息可知該反應的反應物為NaHS和RNO和H₂O，生成物為S和NaOH和RNHOH，化學方程式為NaHS+RNO+H₂O=S↓+NaOH+RNHOH；
d．RNHOH與空氣中的氧發(fā)生反應又得到RNO，反應物為RNHOH和O₂，生成物為RNO和H₂O，化學方程式為2RNHOH+O₂=2RNO+2H₂O，
故答案為：NaHS+RNO+H₂O=S↓+NaOH+RNHOH；2RNHOH+O₂=2RNO+2H₂O；
②NaHS的電離方程式為HS^-?H⁺+S^2-，水解方程式為HS^-+H₂O?H₂S+OH^-，NaHS溶液呈堿性說明其水解大于電離，故c（OH^-）＞c（H₂S）＞c（H⁺）＞c（S^2-），由于水解是微弱的所以c（HS^-）＞c（S^2-），故微粒濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（OH^-）＞c（H₂S）＞c（H⁺）＞c（S^2-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（OH^-）＞c（H₂S）＞c（H⁺）＞c（S^2-）；
（4）兩種方法中氯化鐵和碳酸鈉可以循環(huán)使用，
故答案為：吸收劑可循環(huán)使用．

點評 本題考查含硫化合物的性質綜合應用，側重考查方程式書寫、離子濃度大小的比較，題目難度中等．