Question

14．將H₂S和空氣的混合氣體通入FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液中反應回收S，其物質轉化如圖甲所示．

（1）寫出CuCl₂與H₂S反應的離子方程式：CuCl₂+H₂S=CuS↓+2HCl；
（2）通過上述流程圖的分析，化合價不變的元素是：Cu、H、Cl；反應中當有1mol H₂S轉化為硫單質時，保持溶液中Fe³⁺的物質的量不變，需消耗O₂的物質的量為0.5mol；
（3）H₂S在高溫下分解生成硫蒸氣和H₂．在不同溫度下混合氣體中各組分的體積分數如圖乙所示，H₂S在高溫下分解反應的化學方程式為2H₂S$\stackrel{高溫}{?}$2H₂+S₂ ．

Answer 1

分析 （1）CuCl₂與H₂S反應生成CuS沉淀，H₂S是弱電解質，CuS不溶于酸，據此寫出離子方程式；
（2）根據圖中各元素化合價變化分析，該反應中S元素化合價由-2價變為0價、O元素化合價由0價變為-2價，根據氧化還原反應中得失電子相等；
（3）根據題意知，該反應是可逆反應，反應物是硫化氫，根據圖象知，生成物中含有S元素的物質是氫氣的一半，則生成物是S₂和H₂，再結合反應條件書寫方程式．

解答 解：（1）CuCl₂與H₂S反應生成CuS沉淀，H₂S是弱電解質，CuS不溶于酸，據此寫出離子方程式為：CuCl₂+H₂S=CuS↓+2HCl，
故答案為：CuCl₂+H₂S=CuS↓+2HCl；
（2）根據圖中各元素化合價知，Cu元素化合價都是+2價、H元素化合價都是+1價、Cl元素化合價都是-1價，所以化合價不變的是Cu、H、Cl元素，H₂S不穩定，易被氧氣氧化生成S單質，反應方程式為2H₂S+O₂=2S+2H₂O，該反應中S元素化合價由-2價變為0價、O元素化合價由0價變為-2價，根據氧化還原反應中得失電子相等得，反應中當有1mol H₂S轉化為硫單質時，保持溶液中Fe³⁺的物質的量不變，消耗O₂的物質的量=$\frac{1mol}{2}$=0.5mol，
故答案為：Cu、H、Cl；0.5mol；
（3）根據題意知，該反應是可逆反應，反應物是硫化氫，根據圖象知，生成物中含有S元素的物質是氫氣的一半，則生成物是S₂和H₂，所以該反應方程式為2H₂S$\stackrel{高溫}{?}$2H₂+S₂，故答案為：2H₂S$\stackrel{高溫}{?}$2H₂+S₂ ．

點評 本題以S為載體考查了氧化還原反應，圖象分析判斷等知識點，會正確分析圖象中各個物理量的含義是解本題關鍵，再結合氧化還原反應中各個物理量之間的關系，化學方程式書寫等有關知識來分析解答即可，題目難度中等．