Question

【題目】加工含硫原油時，需除去其中含硫物質。

（1）鐵離子濃度是原油加工中防腐監測的重要指標。測定鐵離子濃度前，需去除原油加工產生的酸性廢水中的硫化氫及其鹽。實驗室模擬過程如下。

Ⅰ．將250mL酸性廢水置于反應瓶中，加入少量濃鹽酸，調節pH小于5。

Ⅱ．在吸收瓶中加入飽和氫氧化鈉溶液。

Ⅲ．打開脫氣—吸收裝置，通入氮氣，調節氣流速度，使氣體依次經過反應瓶和吸收瓶。當吹出氣體中H2S體積分數達到標準，即可停止吹氣。

已知：含硫微粒的物質的量分數（δ）隨pH變化情況如下圖所示。

①步驟Ⅰ中加入濃鹽酸調節pH＜5的原因是_______________________。

②步驟Ⅱ中，當測得吸收液的pH為 ______時，需要更換NaOH溶液。

③利用鄰菲羅啉分光光度法可測定樣品中的含鐵量。測定前需用鹽酸羥基胺（NH2OH·HCl）將Fe3+還原為Fe2+。將下述離子方程式補充完整：_______Fe3++______NH2OH·HCl=____Fe2++N2↑+________+_________+__________Cl-

（2）原油中的硫化氫還可采用電化學法處理，并制取氫氣，其原理如下圖所示。

①寫出反應池內發生反應的離子方程式_____________________________________。

②電解池中，陽極的電極反應為_____________________________________________。

Answer 1

【答案】可將硫元素全部轉化為H2S吹出 9~11均可 2 2 2 4H+ 2H2O 2 2Fe3+＋H2S=2Fe2++S↓+2H+ Fe2+-e-= Fe3+

【解析】

測定鐵離子濃度前，先要去除酸性廢水中H2S以及相應的鹽；第一步向廢水中加稀鹽酸，將其pH調至小于5；通過溶液中含硫微粒的物質的量分數隨pH變化的情況可知，pH小于5時，含硫微粒幾乎只有H2S；這樣通過向反應瓶中吹掃氮氣，就可以將溶液中的H2S吹掃出去，從而實現硫化氫及其鹽的脫除；考慮到硫化氫的毒性，因此需要用NaOH溶液吸收吹掃出的H2S；再結合溶液中含硫微粒的物質的量分數隨pH變化的圖像分析，當pH＜9時溶液中的HS-含量開始快速增加，而HS-的含量較多不利于H2S的吸收；因此為了保證吸收效果，在溶液的pH降低至9時，務必要更換吸收液。電化學法脫除原油中的H2S，由原理圖可知，采用的是電解的方式實現的；那么產生H2的電極是陰極，而與反應池存在溶液交換的極室則為陽極區；由圖可知，H2S是在反應池中被氧化為S單質，那么Fe3+則在反應池內被還原為Fe2+；將含有Fe2+的溶液再回流回電解池的陽極池中，就可以將Fe2+再次氧化為Fe3+，實現再生后，再次通入反應池中使用。

(1)①通過分析可知，第一步中將廢水調至pH＜5，是為了使含硫微粒全部轉化為H2S以便利用N2將其吹出；

②通過分析可知，務必要在吸收液的pH降至9以下之前更換吸收液，這樣才能保證吸收效果；

③配平離子方程式時，可先配平電子得失守恒，再利用H+，OH-和水等配平電荷守恒，最后檢查原子守恒并配平；反應過程中鹽酸羥胺中的N原子發生升價從-1價升高至0價，而Fe3+發生降價從+3價降低至0價；因此最終的離子方程式為：；

(2)①通過分析可知，反應池內Fe3+將H2S氧化，離子方程式為：；

②通過分析可知，電解池左邊為陽極池，發生的是Fe2+的氧化反應，電極反應式為：。