Question

脫硫天然氣中的硫化氫既能減少環(huán)境污染，又可回收硫資源．
（1）硫化氫與FeCl₃溶液反應生成單質硫，其離子方程式為：

 

．
（2）用過量NaOH溶液吸收硫化氫后，以石墨作電極電解該溶液可以回收硫．其電解總反應方程式（忽略氧的氧化還原）為

 

；該方法的優(yōu)點是

 

．
（3）一定溫度下1mol NH₄HS固體在定容真空容器中可部分分解為和氨氣．
①該反應平衡常數(shù)表達式：

 

．
②當反應達平衡時，p_氨氣×p_硫化氫=a（Pa²），則容器中的總壓為

 

Pa；（用含a的代數(shù)式表示）
③該反應達到平衡狀態(tài)的標志：

 

；
A、平均摩爾質量不變          B、氣體的密度不變
C、硫化氫的體積分數(shù)不變      D、體系的溫度不變
E、正反應速率不變            F、NH₄HS的質量不變
④如圖是上述反應過程中生成物濃度隨時間變化的示意圖．若t₂時增大氨氣的濃度且在t₃時反應再次達到
平衡，請在圖上畫出t₂時刻后氨氣、硫化氫的濃度隨時間的變化曲線

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）硫化氫與FeCl₃溶液反應生成單質硫，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；
（2）類比電解氯化鈉飽和溶液的電解反應，寫出電解硫化鈉溶液的電解反應方程式，根據(jù)產(chǎn)物來說明反應的優(yōu)點；
（3）①NH₄HS分解生成等量的硫化氫和氨氣，依據(jù)平衡常數(shù)概念書寫，注意固體不寫入表達式；
②NH₄HS分解生成等量的硫化氫和氨氣，NH₃與H₂S的分壓相同；
③結合反應特征，依據(jù)反應正逆反應速率相同，各組成含量保持不變分析選項；
④t₂時增大氨氣的濃度，達到新平衡時，氨的濃度比原平衡的濃度要高，且NH₃與H₂S濃度的降低比例是相同，據(jù)此來作圖即可．

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，本身被還原成Fe²⁺，由于H₂S是弱電解質，故書寫離子方程式時，應寫其分子式，即2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺，故答案為：2Fe³⁺+H₂S═S↓+2Fe²⁺+2H⁺；
（2）電解硫化鈉溶液的電解反應方程式為：Na₂S+2H₂O

通電  .

S↓+H₂↑+2NaOH，根據(jù)反應方程式可以得出：產(chǎn)物除硫單質外，還有H₂和NaOH生成，所以該過程的優(yōu)點是：副產(chǎn)物是氫氣，生成的NaOH可循環(huán)利用；
故答案為：Na₂S+2H₂O

通電  .

S↓+H₂↑+2NaOH；副產(chǎn)氫氣，生成的NaOH可循環(huán)利用；
（3）①NH₄HS固體在定容真空容器中可部分分解為和氨氣，NH₄HS（s）=NH₃↑+H₂S↑，平衡常數(shù)K=[NH₃][H₂S]；
故答案為：[NH₃][H₂S]；
②NH₄HS=NH₃+H₂S，由NH₄HS分解的反應方程式可知：NH₃與H₂S的分壓相同，故p_硫化氫=p_氨氣=

a

Pa，所以平衡后的總壓為p_硫化氫+p_氨氣=2

a

Pa，故答案為：2

a

；
③NH₄HS（s）=NH₃↑+H₂S↑，反應是氣體體積增大的吸熱反應
A、硫氫化銨是固體，反應過程中和平衡狀態(tài)平均摩爾質量始終不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A不符合；       
B、反應前后氣體質量增多，氣體的密度不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故B符合；
C、反應過程中和平衡狀態(tài)下，硫化氫的體積分數(shù)始終不變，故C不符合；      
D、反應過程中一定伴隨能量的變化，體系的溫度不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故D符合；
E、正反應速率不變，單位時間內(nèi)生成氣體濃度變化不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故E符合；          
F、NH₄HS的質量不變說明反應達到平衡狀態(tài)，故F符合；
故答案為：BDEF；
④t₂時增大氨氣的濃度，達到新平衡時，氨的濃度比原平衡的濃度要高，并且產(chǎn)生的氨氣和硫化氫的量是相等的，所以NH₃與H₂S濃度的降低比例是相同的，即圖象中的斜率相同，即；
故答案為：．

點評：本題涉及氧化還原反應、電化學、化學反應速率和平衡等方面的有關知識，綜合性強，難度增大．