Question

【題目】（1）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，其物質轉化如圖所示。

①在圖示的轉化中，化合價不變的元素是_________________。

②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_________________。

（2）已知硫有多種同素異形體，如S2 、S4、 S6 、S8等。H2S在高溫下分解生成硫蒸氣和H2。若反應在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數如圖所示，H2S在高溫下分解反應的化學方程式為_______________________。

（3）H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物種的分布分數(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數)與pH的關系分別如題20圖- 1和題20圖- 2所示。

（3）溶液的pH對吸附劑X表面所帶電荷有影響。pH =7. 1時, 吸附劑X表面不帶電荷; pH > 7.1時帶負電荷,pH越高,表面所帶負電荷越多;pH<7.1時帶正電荷,pH越低,表面所帶正電荷越多。pH不同時吸附劑X對三價砷和五價砷的平衡吸附量(吸附達平衡時單位質量吸附劑X吸附砷的質量)如題20圖-3所示。

①在pH7~9之間,吸附劑X對五價砷的平衡吸附量隨pH升高而迅速下降,其原因是____________。

②在pH4~7之間,吸附劑X對水中三價砷的去除能力遠比五價砷的弱,這是因為___________。 提高吸附劑X對三價砷去除效果可采取的措施是________________________。

Answer 1

【答案】 Cu、H、Cl（或銅、氫、氯） 0.5mol 在pH7~9之間,隨pH升高H2AsO4-轉變為HAsO42-,吸附劑X表面所帶負電荷增多,靜電斥力增加 在pH4~7之間,吸附劑X表面帶正電,五價砷主要以H2AsO4-和HAsO42-陰離子存在,靜電引力較大;而三價砷主要以H3AsO3分子存在,與吸附劑X表面產生的靜電引力小 加入氧化劑,將三價砷轉化為五價砷

【解析】（1）由圖可知，反應原理為氧氣把亞鐵離子氧化為鐵離子，然后鐵離子再把硫化銅中的-2價硫氧化為S單質。

①在圖示的轉化中，銅元素始終是+2價，H元素保持+1價不變，氯元素保持-1價不變，所以化合價不變的元素是Cu、H、Cl（或銅、氫、氯）。

②反應中當有1mol H2S轉化為硫單質時，電子轉移2mol，保持溶液中Fe3＋的物質的量不變，根據電子轉移守恒，可以計算出需消耗O2的物質的量為0.5mol 。

（2）已知硫有多種同素異形體，如S2 、S4、 S6 、S8等。H2S在高溫下分解生成硫蒸氣和H2。由圖可知，兩種分解產物的體積比大約為1:2，所以H2S在高溫下分解反應的化學方程式為。

（3）①由圖可知，在pH7~9之間,吸附劑X對五價砷的平衡吸附量隨pH升高而迅速下降,其原因是在pH7~9之間,隨pH升高H2AsO4-轉變為HAsO42-,吸附劑X表面所帶負電荷增多,靜電斥力增加。

②由圖可知，在pH4~7之間,吸附劑X對水中三價砷的去除能力遠比五價砷的弱,這是因為在pH4~7之間,吸附劑X表面帶正電,五價砷主要以H2AsO4-和HAsO42-陰離子存在,靜電引力較大;而三價砷主要以H3AsO3分子存在,與吸附劑X表面產生的靜電引力小。 提高吸附劑X對三價砷去除效果可采取的措施是加入氧化劑,將三價砷轉化為五價砷。