Question

硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。

（1）将烧碱吸收H₂S后的溶液加入到如题图—1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S^2－—2e^－＝S（n—1）S+ S^2－＝S_n^2－。

①写出电解时阴极的电极反应式：__________________。

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_____________。

（2）将H₂S和空气的混合气体通入FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液中反应回收S，其物质转化如题图—2所示。

①在图示的转化中，化合价不变的元素是___________。

②反应中当有1molH₂S转化为硫单质时，保持溶液中Fe^3＋的物质的量不变，需要消耗O₂的物质的量为_______________。

③在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有___________________。

（3）H₂S在高温下分解生成硫蒸气和H₂。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如题图—3所示，H₂S在高温下分解反应的化学方程式为_____________。

Answer

2H2O+2e-=H2↑+2OH- Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑ Cu、H、Cl 0.5 mol 提高空气的比例（增加氧气的通入量） 2H2S2H2+S2

【解析】

（1）①阳极上硫离子放电，电极反应式为S2--2e-＝S，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故答案为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

②电解后阳极区离子为Sn2-，酸性条件下，Sn2-和氢离子反应生成S单质，S元素失电子发生氧化反应生成S单质，同时S元素得电子生成H2S，反应方程式为Sn2-+2H+=（n-1）S↓+H2S↑，故答案为Sn2-+2H+=（n-1）S↓+H2S↑；

（2）①根据图中各元素化合价知，Cu元素化合价都是+2价、H元素化合价都是+1价、Cl元素化合价都是-1价，所以化合价不变的是Cu、H、Cl元素，故答案为Cu、H、Cl；

②H2S不稳定，易被氧气氧化生成S单质，反应方程式为2H2S+O2=2S+2H2O，该反应中S元素化合价由-2价变为0价、O元素化合价由0价变为-2价，根据氧化还原反应中得失电子相等得，消耗O2的物质的量==0.5mol，故答案为0.5mol；

③欲使生成的硫单质中不含CuS，则硫离子不能剩余，即硫离子完全被氧化为S单质，所以氧气必须过量，采取的措施为提高混合气体中空气的比例，故答案为提高混合气体中空气的比例；

（3）根据题意知，该反应是可逆反应，反应物是硫化氢，根据图象知，生成物中含有S元素的物质是氢气的一半，则生成物是S2和H2，所以该反应方程式为2H2S2H2+S2，故答案为2H2S2H2+S2。