Question

【題目】硫化氫(H2S)的轉化是資源利用和環境保護的重要研究課題。

（1）H2S和CO混合加熱可制得羰基硫(COS)。羰基硫可作糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。反應方程式為：

CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)

①羰基硫的電子式為_________其含有的共價鍵類型是________共價鍵。

②下列能說明碳與硫兩元素非金屬性相對強弱的是_____________。

a．相同條件下水溶液的pH：Na2CO3 ＞ Na2SO4

b．酸性：H2SO3 ＞ H2CO3

c．S與H2的化合比C與H2的化合更容易

（2）H2S具有還原性，在酸性條件下，能與KMnO4反應生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，寫出該反應的化學方程式__________________。

（3）H2S氣體溶于水形成的氫硫酸是一種二元弱酸，25℃時，在0．10mol·L－1 H2S溶液中，通入HCl氣體或加入NaOH固體以調節溶液pH，溶液pH與c(S2－)關系如圖所示(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發)。

①pH=13時，溶液中的c(H2S)＋c(HS－)=____________mol·L－1。

②某溶液含0．020 mol·L－1Mn2＋、0．10 mol·L－1H2S，當溶液pH=____________時，Mn2＋開始沉淀。[已知：Ksp(MnS)=2．8×10-13]。

（4）H2S的廢氣可用燒堿溶液吸收，將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如圖所示的電解池的陽極區進行電解。電解過程中陽極區發生如下反應：

S2－－2e－=S↓ (n－1)S＋S2－Sn2－

①寫出電解時陰極的電極反應式：______________________。

②Na2S溶液中離子濃度由大到小順序：________________________。

Answer 1

【答案】（1）①；極性(各1分，其余均為2分)；②ac

（2）5H2S＋2KMnO4＋3H2SO4=5S↓＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O

（3）①0．043；②5

（4）①2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－)；

②c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>C(H+)

【解析】

試題分析：（1）①羰基硫與二氧化碳是等電子體，其結構相似，根據二氧化碳電子式書寫羰基硫電子式為；不同非金屬元素之間易形成極性鍵，所以該分子中存在極性鍵，故答案為：；極性；

②a．相同條件下水溶液的pH：NaHCO3 ＞ NaHSO4，可知硫酸酸性大于碳酸，則非金屬性S ＞ C，故選；b．亞硫酸不是最高價含氧酸，則酸性：H2SO3 ＞ H2CO3，不能比較非金屬性，故不選；c．S與H2的化合比C與H2的化合更容易，則非金屬性S ＞ C，故選；故答案為：ac；

（2）該反應中S元素化合價由-2價變為0價、+6價，Mn元素化合價由+7價變為+2價，根據轉移電子守恒、原子守恒配平方程式為5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O，故答案為：5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O；

（3）①根據溶液pH與c(S2-)關系圖pH=13時，c(S2-)=5.7×10-2mol/L，在0.10molL-1H2S溶液中根據硫守恒c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10molL-1，所以c(H2S)+c(HS-)=0.1-5.7×10-2=0.043mol/L，故答案為：0.043；

②當Qc=Ksp(MnS)時開始沉淀，所以c(S2-)==mol/L=1.4×10-11mol/L，結合圖象得出此時的pH=5，所以pH=5時錳離子開始沉淀，故答案為：5；

（4）①陽極上硫離子放電，電極反應式為S2--2e-═S，陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應式為2H++2e-=H2↑，故答案為：2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-)；

②硫離子存在兩步水解，且第一步水解程度遠遠大于第二步，兩步水解都生成OH-，溶液呈堿性，溶液中氫離子濃度很小，所以離子濃度大小順序是c(Na+) ＞ c(S2-) ＞ c(OH-) ＞ c(HS-) ＞ c(H+)，故答案為：c(Na+) ＞ c(S2-) ＞ c(OH-) ＞ c(HS-) ＞ c(H+)。