Question

天然气是一种重要的化工原料，其中含有少量H₂S羰基硫（COS），能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染。

（1）氨水可以吸收H₂S，若生成物是NH₄HS，写出反应的离子方程式___。

（2）利用含Fe³⁺的溶液可以脱除其中的H₂S。将H₂S和空气按一定流速通酸性FeCl₃溶液，可实现空气脱硫得到单质硫。FeCl₃溶液吸收H₂S过程中，溶液中的n（Fe³⁺）、被吸收的n（H₂S）随时间t变化如图。

①t₁以前，溶液中n（Fe³⁺）不断减小的原因是___（用离子方程式表示）。

②t₁以后，溶液中n（Fe³⁺）基本保持不变，原因是___。此时，溶液中总反应的离子方程式可以表示为___。

（3）羰基硫的碱性水解是常用的脱硫方法，其流程如图：

①已知B是硫化钠，C是一种正盐，则B的电子式为___，C的化学式为___。

②写出反应②的离子方程式___。

③如图是反应②中，在不同反应温度下.反应时间与H₂产量的关系（Na₂S初始含量为3mmol）。由图像分析可知，a点时溶液中除S₂O₃^2-外，还有___（填含硫微粒的离子符号）。

Answer

H2S+NH3·H2O=NH4++HS-+H2O 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ t1以后溶液中同时发生两个反应，Fe3+氧化吸收H2S和Fe2+被O2氧化再生Fe3+，当两个反应速率相等时，溶液中n(Fe2+)保持基本不变 2H2S+O22S↓+2H2O Na2CO3 2S2-+5H2OS2O32-+4H2↑+2OH- SO42-

【解析】

Fe3+与H2S发生氧化还原反应生成Fe2+与S，同时Fe2+被空气中氧气氧化为Fe3+；天然气中的羰基硫（COS）与氢氧化钠反应生成硫化钠，是非氧化还原反应，C是一种正盐，推测C为碳酸钠；硫化钠发生氧化还原反应，生成S2O32-、SO42-等其它含硫物质。

（1）氨水中的一水合氨与H2S反应中和反应，生成NH4HS，离子方程式为H2S+NH3·H2O=NH4++HS-+H2O。

（2）①由图可知，t1前n（Fe3+）迅速减小，被吸收的n（H2S）显著增加，发生的离子反应为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；

②t1以后溶液中同时发生两个反应，Fe3+氧化吸收H2S、Fe2+被氧气氧化再生成Fe3+，当两个反应速率相等时，溶液中n（Fe3+）基本保持不变。t1以后Fe3+起催化作用，总反应方程式为2H2S+O22S↓+2H2O。

（3）①硫化钠为离子化合物，由钠离子、硫离子构成，其电子式为，COS与氢氧化钠反应前后化合价没有变化，生成含有+4价碳元素的正盐，该正盐为碳酸钠，其反应方程式为COS+4NaOH=Na2S+Na2CO3+2H2O。

②图示说明：硫化钠溶液加热生成了Na2S2O3和氢气，发生氧化还原反应，根据得失电子守恒和电荷守恒配平，则离子方程式为2S2-+5H2OS2O32-+4H2↑+2OH-。

③根据图像可知，a点时氢气是10mol，说明反应中共有20mol电子发生转移，则根据得失电子守恒可知，3mol硫化钠分子必须提供20mol电子，全部转化为硫代硫酸钠转移12mol电子，全部转化为亚硫酸钠转移18mol电子，全部转化为硫酸钠转移24mol电子，所以a点时溶液中除S2O32-外，还有SO42-。