Question

9．天然氣（主要成分甲烷）含有少量含硫化合物[硫化氫、羰基硫（COS）等]，可以用氫氧化鈉溶液洗滌除去．羰基硫用氫氧化鈉溶液處理的過程如下（部分產(chǎn)物已略去）：
COS$→_{I}^{NaOH溶液}$Na₂S溶液$→_{Ⅱ}^{△}$H₂
（1）羰基硫分子的電子式為．反應I除生成兩種正鹽外，還有水生成，其化學方程式為COS+4NaOH=Na₂S+Na₂CO₃+2H₂O．
（2）已知反應II的產(chǎn)物X溶液中硫元素的主要存在形式為S₂O₃^2-，則II中主要反應的離子方程式為2S^2-+5H₂O=S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-．
（3）圖是反應II在不同反應溫度下，反應時間與H₂產(chǎn)量的關系圖（Na₂S初始含量為3mmo1）．
a．判斷T₁、T₂、T₃的大小：T₁＞T₂＞T₃；
b．在T₁溫度下，充分反應后，若X溶液中除S₂O₃^2-外，還有因發(fā)生副反應而同時產(chǎn)生的SO₄^2-，則溶液中c（S₂O₃^2-）：c（SO₄^2-）=5：2．

Answer 1

分析 （1）羰基硫分子與二氧化碳分子結(jié)構(gòu)相似，均為直線型；反應I除生成兩種正鹽外，還有水生成，由元素守恒可知，生成正鹽為Na₂S、Na₂CO₃；
（2）硫化鈉與水反應生成S₂O₃^2-、氫氣和氫氧化鈉，根據(jù)電子守恒和原子守恒書寫；
（3）a．由圖可知，溫度高的反應速率大，則反應的時間短；
b.3molNa₂S若只生成S₂O₃^2-轉(zhuǎn)移12mol電子，T₁溫度下，生成的氫氣為7mol，轉(zhuǎn)移電子為14mol，結(jié)合電子守恒計算．

解答 解：（1）羰基硫分子與二氧化碳分子結(jié)構(gòu)相似，均為直線型，其電子式為，反應I除生成兩種正鹽外，還有水生成，由元素守恒可知，生成正鹽為Na₂S、Na₂CO₃，反應為COS+4NaOH=Na₂S+Na₂CO₃+2H₂O，故答案為：；COS+4NaOH=Na₂S+Na₂CO₃+2H₂O；
（2）硫化鈉與水反應生成S₂O₃^2-、氫氣和氫氧化鈉，其反應的離子方程式為：2S^2-+5H₂O=S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-，故答案為：2S^2-+5H₂O=S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-；
（3）a．由圖可知，溫度高的反應速率大，則反應的時間短，則T₁＞T₂＞T₃，故答案為：T₁＞T₂＞T₃；
b.3molNa₂S若只生成S₂O₃^2-轉(zhuǎn)移12mol電子，T₁溫度下，生成的氫氣為7mol，轉(zhuǎn)移電子為14mol，設產(chǎn)生的SO₄^2-為x，由電子守恒可知x×8+（3-x）×4=14，解得x=0.5mol，則n（S₂O₃^2-）=$\frac{3-0.5}{2}$=1.25mol，溶液中c（S₂O₃^2-）：c（SO₄^2-）=1.25：0.5=5：2，
故答案為：5：2．

點評 本題考查較綜合，涉及電子式、氧化還原反應計算、離子反應等，側(cè)重反應原理中高頻考點的考查，綜合性較強，題目難度不大．