Question

【題目】硫化氫(H2S)的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。

（1）H2S和CO混合加熱可制得羰基硫(COS)，羰基疏可作糧食熏蒸劑，能防止其些昆蟲、線蟲和真菌的危害。反應(yīng)方程式為CO(g)+H2S(g)=COS(g)+H2(g)。

①羰基硫的電子式為__________。

②下列能說明碳與硫兩元素非金屬性相對強(qiáng)弱的是_______（填字母代號）。

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(yīng)生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，寫出該反應(yīng)的化學(xué)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(diào)節(jié)溶液pH，溶液pH與c(S2－)關(guān)系如圖所示(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。

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(dāng)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(qū)進(jìn)行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：S2－－2e－=S↓ (n－1)S＋S2－Sn2－寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式：______________________。

(5)一定溫度下將NH4HS固體放入定容真空密閉容器中，可部分分解為硫化氫和氨氣:NH4HS(s)H2S(g)+NH3(g)。

①可以判斷上述分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_______ (填字母代號)

A.v(H2S)=v(NH3) B.密閉容器中總壓強(qiáng)不變

C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變

②當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)平衡時:p(NH3)×p(H2S)=a(Pa2)，則平衡時容器中的總壓為_______Pa( 用含a 的代數(shù)式表示).[p(NH3)、p(H2S)分別代表NH3、H2S的壓強(qiáng)，Pa為壓強(qiáng)的單位]

Answer 1

【答案】 ac 5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O 0.043 5 2H2O+2e-=H2↑+2OH- BC

【解析】(1)①羰基硫與二氧化碳是等電子體，其結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)二氧化碳電子式書寫羰基硫電子式為，故答案為：；

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(yīng)中S元素化合價由-2價變?yōu)?/span>0價、+6價，Mn元素化合價由+7價變?yōu)?/span>+2價，根據(jù)轉(zhuǎn)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(jù)溶液pH與c(S2-)關(guān)系圖pH=13時，c(S2-)=5.7×10-2mol/L，在0.10molL-1H2S溶液中根據(jù)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(dāng)Qc=Ksp(MnS)時開始沉淀，所以c(S2-)==mol/L=1.4×10-11mol/L，結(jié)合圖像得出此時的pH=5，所以pH=5時錳離子開始沉淀，故答案為：5；

(4)陽極上硫離子放電，電極反應(yīng)式為S2--2e-═S↓，陰極上水電離出的氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故答案為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

(5) ①A.根據(jù)方程式NH4HS(s)H2S(g)+NH3(g)，任何時候都存在v(H2S)=v(NH3)，不能說明是平衡狀態(tài)，錯誤；B.該反應(yīng)是氣體的物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，密閉容器中總壓強(qiáng)不變，說明氣體的物質(zhì)的量不變，說明處于平衡狀態(tài)，正確；C.該反應(yīng)是氣體的質(zhì)量增大的反應(yīng)，密閉容器中混合氣體的密度不變，證明氣體的質(zhì)量不變，說明處于平衡狀態(tài)，正確；D.密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)始終為50%，不能說明是平衡狀態(tài)，錯誤；故選BC；

②NH4HS=NH3+H2S，由NH4HS分解的反應(yīng)方程式可知：生成等物質(zhì)的量的硫化氫和氨氣，則NH3與H2S的分壓相同，故p硫化氫=p氨氣=Pa所以，平衡后的總壓為p硫化氫+p氨氣=2Pa，故答案為：2。