题目

．硫的化合物在科研、生活及化学工业中具有重要的作用。 (1)在废水处理领域中，H2S或Na2S能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25 ℃，在0.10 mol·L－1 H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2－)关系如下表(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。 pH 3 5 7 9 11 c(S2－)/ (mol·L－1) 1.4×10－15 1.4×10－11 6.8×10－8 1.3×10－5 1.3×10－3 某溶液含0.020 mol·L－1 Mn2＋、0.10 mol·L－1 H2S，当溶液的pH＝5时，Mn2＋开始沉淀，MnS的溶度积为________。 (2)工业上采用高温分解H2S制取氢气，其反应为2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)　ΔH1，在膜反应器中分离出H2。 ①已知：H2S(g)H2(g)＋S(g)　ΔH2；2S(g)S2(g)　ΔH3，则ΔH1＝________(用含ΔH2、ΔH3的式子表示)。 ②在密闭容器中，充入0.10 mol H2S(g)，发生反应2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)，控制不同的温度和压强进行实验，结果如图所示。 图中压强p1、p2、p3由大到小的顺序为________，理由是__________________________。若容器的容积为2.0 L，则压强为p3，温度为950 ℃时，反应经3 h达到平衡，则达到平衡时v(S2)＝________；若压强p2＝7.2 MPa、温度为975 ℃时，该反应的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。若保持压强不变，升温至1 000 ℃时，则该反应的平衡常数________(填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)工业上用惰性电极电解KHSO4饱和溶液制取H2O2，示意图如图所示： ①低温电解KHSO4饱和溶液时阳极的电极反应式为___________________________。 ②K2S2O8水解时生成H2O2和KHSO4，该反应的化学方程式为____________________。 答案：解析：(1)结合表格，pH＝5时，c(S2－)＝1.4×10－11 mol·L－1，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)＝0.020×1.4×10－11＝2.8×10－13。 (2)①对三个热化学方程式依次编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，可知方程式Ⅰ＝2×Ⅱ＋Ⅲ，那么ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3。 ②反应后气体体积增大，加压使平衡逆向移动，H2S的平衡转化率降低，结合图像可知p3>p2>p1。950 ℃、压强为p3时，达到平衡时H2S的平衡转化率为30%，v(S2)＝v(H2S)＝×＝0.002 5 mol·L－1·h－1；p2＝7.2 MPa，温度为975 ℃，达到平衡时H2S的平衡转化率为40%，则n(H2S)＝0.06 mol，n(H2)＝0.04 mol，n(S2)＝0.02 mol，Kp＝＝＝0.53 MPa。压强不变，升高温度，H2S的平衡转化率升高，即平衡正向移动，K增大。 (3)结合电解示意图可知，电解池阳极为SO失电子转化为S2O。K2S2O8溶液水解过程中有H2O2生成，则S2O得电子转化为SO，据此可书写化学方程式。 答案：(1)2.8×10－13 (2)①2ΔH2＋ΔH3 ②p3>p2>p1　该反应的正反应为气体分子数增加的反应，其他条件相同时，压强增大平衡逆向移动，H2S的转化率减小，故p3>p2>p1　0.002 5 mol·L－1·h－1　0.53 MPa　增大 (3)①2SO－2e－===S2O ②K2S2O8＋2H2O===H2O2＋2KHSO4

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