Question

煤是我国重要的化石燃料，煤化工行业中产生的H₂S也是一种重要的工业资源．

(1)煤液化是_____(填“物理”或“化学”)变化过程。

(2)煤液化过程中产生的H₂S可生产硫酸，部分过程如图所示：

①SO₂反应器中的化学方程式是_____。

②生产过程中的尾气需要测定SO₂的含量符合标准才能排放．已知有V L(已换算成标准状况)尾气，通入足量H₂O₂吸收再加足量BaCl₂溶液充分反应后(不考虑尾气中其他成分的反应)，过滤、洗涤、干燥、称量得到b g沉淀。尾气中SO₂的含量(体积分数)的计算式是_____。

(3)H₂S还可用于回收单质硫．含有H₂S和空气的尾气按一定流速通入酸性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的变化如图。

①由图中信息可知，0～t₁时，一定发生的反应是_____(用离子方程式表示)。

②t₁以后，溶液中n(Fe³⁺)保持基本不变，原因是_____。

Answer

化学 2SO2+O2 2SO3 H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+ t1时刻后，溶液中的Fe2+被O2氧化为Fe3+，Fe3+再与H2S发生氧化还原反应，所以n(Fe3+)基本不变(或2H2S+O2=2S+2H2O)

【解析】

(1)煤液化就是以煤为原料生产甲醇的过程，是化学变化；

(2)煤液化过程中产生的H2S可生产硫酸的流程为：煤液化过程中产生的H2S被空气中的氧气氧化成二氧化硫，二氧化硫进一步被氧化成三氧化硫，在吸收塔中冷循环酸吸收三氧化硫生成硫酸，据此答题；

(3)含有H2S和空气的尾气按一定流速通入酸性FeCl3溶液，硫化氢被铁离子氧化成单质硫，随着时间的推移，溶液中的Fe2+被O2氧化为Fe3+，Fe3+再与H2S发生氧化还原反应，生成硫，所以n(Fe3+)基本不变，硫化氢不断被氧化成硫单质，据此答题。

(1)煤的液化、气化、干馏过程都有新物质生成，都属于化学变化过程；

(2)①SO2在反应器中与空气反应使其转化为SO3，故反应器中的化学方程式2SO2+O22SO3；

②利用H2O2吸的氧化性是二氧化硫转化成硫酸，即H2O2吸收SO2的化学方程式SO2+H2O2＝H2SO4，设尾气中SO2的标况下的体积为x，根据

则x=，尾气中SO2的含量(体积分数)的计算式为；

(3)①由图中信息可知，0~t1段溶液中的n(Fe3+)逐渐减小，是因为H2S和FeCl3溶液发生了反应生成了硫单质其离子方程式为H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+；

②H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+；在酸性条件下，溶液中的Fe2+被O2氧化为Fe3+，Fe3+再与H2S发生氧化还原反应，所以n(Fe3+)基本不变(或2H2S+O2=2S+2H2O)。