Question

工業(yè)上采用如圖甲工藝流程將石油廢氣中的硫化氫轉(zhuǎn)化為硫酸和氫氣等產(chǎn)品以防止污染．
（1）反應(yīng)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(xué)平衡移動原理解釋原因

 

．
②反應(yīng)器1中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（2）反應(yīng)器3中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）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(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（4）電解濾液1的工作原理示意圖如圖乙：
①乙電極是

 

（填“陰”或“陽”）極．
②甲電極的電極反應(yīng)式是

 

．
③電解濾液1的離子方程式是

 

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Answer 1

考點(diǎn)："三廢"處理與環(huán)境保護(hù),原電池和電解池的工作原理

專題：實驗設(shè)計題,元素及其化合物

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(yīng)，以此書寫反應(yīng)的離子方程式；
（2）反應(yīng)器3中發(fā)生二氧化硫的催化氧化，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)；
（3）氨水呈堿性，可與酸性氧化物反應(yīng)，二氧化硫具有還原性可被氧氣氧化；
（4）反應(yīng)①是三價鐵和硫離子反應(yīng)，產(chǎn)物濾液為亞鐵離子，電解陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)圖示電極乙生成氫氣，所以甲電極為陽極亞鐵離子失電子，乙電極為陰極，據(jù)此分析解答．

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(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S↓，
故答案為：2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+2H⁺+S↓；
（2）硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，所以A為二氧化硫，反應(yīng)器3中生成物為三氧化硫，所以反應(yīng)器3中發(fā)生二氧化硫的催化氧化，反應(yīng)為：2SO₂+O₂2SO₃，
故答案為：2SO₂+O₂2SO₃；
（3）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(yīng)，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(yīng)為：4NH₃?H₂O+2SO₂+O₂═2（NH₄）₂SO₄+2H₂O，
故答案為：4NH₃?H₂O+2SO₂+O₂═2（NH₄）₂SO₄+2H₂O； 
（4）①反應(yīng)①產(chǎn)物濾液為亞鐵離子，電解，亞鐵離子失去電子，水中的氫得電子，根據(jù)圖示電極乙生成氫氣，所以乙電極為陰極氫離子得電子，
故答案為：陰；
②電解陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)圖示電極乙生成氫氣，所以甲電極為陽極亞鐵離子失電子，反應(yīng)為：Fe²⁺-e^-═Fe³⁺，
故答案為：Fe²⁺-e^-═Fe³⁺；
③反應(yīng)①產(chǎn)物濾液為亞鐵離子，電解，亞鐵離子失去電子，水中的氫得電子，總反應(yīng)為：2Fe²⁺+2H⁺

電解  .

2Fe³⁺+H₂↑，
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺

電解  .

2Fe³⁺+H₂↑．

點(diǎn)評：本題考查含硫化合物的性質(zhì)綜合應(yīng)用，側(cè)重考查方程式書寫、電解原理的應(yīng)用，注意掌握二氧化硫的還原性和酸性，題目難度中等．