Question

【題目】H2S是嚴重危害環(huán)境的氣體，采取多種方法減少H2S的排放并加以資源利用。

(1) 用Fe2(SO4)3吸收H2S。在配制硫酸鐵溶液時需要向溶液中加入一定量的硫酸，其目的是：________________。吸收時發(fā)生反應的離子方程式為_____________________。反應后的溶液在硫桿菌作用下進行再生，反應為：4FeSO4＋O2＋2H2SO4==2Fe2(SO4)3＋2H2O。

圖1、圖2為再生時Fe2＋的轉化速率與反應條件的關系。再生的最佳條件為_______________。若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是_____________________。

(2) 在一定條件下，用H2O2氧化H2S。

隨著參加反應的n(H2O2)/n(H2S)變化，氧化產物不同。當n(H2O2)/n(H2S)＝4時，氧化產物的化學式為________________。

(3) H2S與CO2在高溫下反應可生成氧硫化碳(COS)，其結構式為________________。

(4)加熱條件下用O2氧化H2S，使硫元素轉化為硫單質并回收，寫出氧氣氧化硫化氫的反應方程式：______。

Answer 1

【答案】防止（抑制））Fe3+的水解2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋30℃、pH＝2.0 蛋白質變性(或硫桿菌失去活性)H2SO4 O=C=SO2+2H2S2S+2H2O

【解析】

（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；Fe3+具有氧化性，H2S具有還原性，二者之間發(fā)生氧化還原反應；由圖象中曲線可知，使用硫桿菌的最佳條件是亞鐵離子氧化速率最大時，需要的溫度和溶液PH分別為：30℃、pH=2.0，溫度過高會使蛋白質發(fā)生變性，催化劑失去生理活性。（2）由得失電子數目守恒計算可知H2S被氧化生成H2SO4。（3）氧硫化碳可以看作是二氧化碳分子中的一個氧原子被硫原子取代。（4）加熱條件下，O2做氧化劑，H2S做還原劑。

（1）Fe2(SO4)3在溶液中水解生成氫氧化鐵膠體，加入稀硫酸，可以擬制Fe2(SO4)3水解；Fe2(SO4)3具有氧化性，H2S具有還原性，Fe2(SO4)3與H2S發(fā)生氧化還原反應，生成硫酸亞鐵、硫酸和水，反應的離子方程式為2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋；由圖象中曲線可知，使用硫桿菌的最佳條件是亞鐵離子氧化速率最大時，需要的溫度和溶液PH分別為：30℃、pH=2.0，反應溫度過高，反應速率下降是因為升溫使蛋白質發(fā)生變性，催化劑失去生理活性。（2）當n(H2O2)/n(H2S)=4時，結合氧化還原反應電子守恒，4H2O2～4H2O～8e-，電子守恒得到H2S變化為+6價化合物，H2S～H2SO4～8e-，氧化產物的分子式為H2SO4。（3）氧硫化碳可以看作是二氧化碳分子中的一個氧原子被硫原子取代，由二氧化碳的結構可知氧硫化碳的結構為O=C=S。（4）加熱條件下，O2做氧化劑，H2S做還原劑，反應生成硫和水，反應的化學方程式為O2+2H2S2S+2H2O。