Question

【題目】煤氣中主要的含硫雜質(zhì)有H2S以及COS（有機硫），煤氣燃燒后含硫雜質(zhì)會轉(zhuǎn)化成SO2從而引起大氣污染。煤氣中H2S的脫除程度已成為其潔凈度的一個重要指標。回答下列問題：

(1)將H2S通入FeCl3溶液中，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為___________。

(2)脫除煤氣中COS的方法有Br2的KOH溶液氧化法、H2還原法以及水解法等。

①COS的分子結(jié)構(gòu)與CO2相似，COS的電子式為_____________。

②Br2的KOH溶液將COS氧化為硫酸鹽和碳酸鹽的離子方程式為_____________。

③已知斷裂1mol化學鍵所需的能量如下：

化學鍵	H—H	C═O	C═S	H—S	C≡O(shè)
E/kJmol-1	436	745	577	339	1072

H2還原COS發(fā)生的反應(yīng)為H2(g)+COS(g) ═H2S(g)+CO(g)，該反應(yīng)的ΔH=________kJ·mol-1。

④用活性α—Al2O3催化COS水解的反應(yīng)為COS(g)+ H2 O(g) CO2(g)+ H2S (g) ΔH<0，相同投料比、相同流量且在催化劑表面停留相同時間時，不同溫度下COS的轉(zhuǎn)化率（未達到平衡）如圖1所示；某溫度下，COS的平衡轉(zhuǎn)化率與的關(guān)系如圖2所示。

由圖1可知，催化劑活性最大時對應(yīng)的溫度約為____________；由圖2可知，P點時平衡常數(shù)K=_____

（保留2位有效數(shù)字）。

(3)常溫下可發(fā)生反應(yīng)：ZnS(s)+2H+(aq) Zn2+(aq)+H2S(aq)，達到平衡時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______[已知：Ksp(ZnS)=2.93×10-25；H2S電離常數(shù)；Ka1=9.5×10-8，Ka2=1.3×10-14]。

Answer 1

【答案】 Fe2+（或FeCl2） COS+4Br2+12OH-═CO32-+SO42-+8Br-+6H2O +8 150℃ 0.048 2.4×10-4（或2.37×10-4）

【解析】(1)將H2S通入FeCl3溶液中，反應(yīng)為：H2S+2Fe3+=S↓+2Fe2++2H+，F(xiàn)e3+被還原為Fe2+，故還原產(chǎn)物為Fe2+（或FeCl2）。

（2）①COS的分子結(jié)構(gòu)與CO2相似，故COS的電子式為；②堿性溶液，OH-參與反應(yīng)，生成水，Br2作氧化劑被還原為Br-，故Br2的KOH溶液將COS氧化為硫酸鹽和碳酸鹽的離子方程式為：COS+4Br2+12OH-=CO32-+SO42-+8Br-+6H2O；③ΔH=(436+745+577-2×339-1072)kJ·mol-1=+8kJ·mol-1；④由圖1可得，相同投料比、相同流量且在催化劑表面停留相同時間時，150℃時COS轉(zhuǎn)化率最大，所以該溫度下反應(yīng)速率最快，催化劑活性最大；由圖2，可列三段式：

K= == ≈0.048。

（3）K= = ÷ ÷ = = ≈ 2.37×10-4 。