Question

硫化氢(H₂S)是一种无色具有臭鸡蛋气味、能溶于水的高毒性的化合物，其广泛存在化石燃料加工的尾气中。为避免污染环境，可用活性炭材料进行脱硫，脱硫的方法有物理吸附法、化学吸附法和氧化法。

(1)物理吸附法：

物理吸附法是先将尾气缓缓通过活性炭，将H₂S从尾气中转移到活性炭的微孔或表面，这是利用活性炭的___性。

(2)氧化法：

利用吸附在活性炭表面上的活性氧(O)，将H₂S氧化成S而除去，该反应的化学方程式是___。

(3)化学吸附法：

①利用H₂S能溶于水，形成硫化氢溶液，更易被活性炭吸附。若0.1mol•L^-1H₂S的pH约为4，则H₂S在水溶液中的电离方程式是___，被吸附的离子主要有___。

②工业生产中用CuCl₂溶液处理活性炭的工艺称为活性炭的改性，改性后的活性炭能提高化学吸附法中H₂S的吸收量。

i.用不同浓度的CuCl₂溶液改性后的活性炭对H₂S吸附量的影响如图所示。随着CuCl₂溶液浓度的升高，活性炭对硫化氢吸附量不再增加，原因是过多金属离子阻塞活性炭内部的微孔结构，导致活性炭的吸附能力下降。改性后的活性炭，能提高H₂S吸附量的原因是___(用离子方程式表示)。

ii.水膜处理对活性炭吸附H₂S量也有影响。测定含水量不同时，活性炭对硫化氢吸附量的影响，实验结果如下表。

载水率(%)	0	5.32	10.23	15.33	20.19
吸附量(mg/g—活性炭)	19.62	21.52	32.42	31.28	30.78

注：载水率即单位质量的活性炭吸附水的质量。

活性炭载水率为10%以上时，吸附量降低，其可能的原因是___。

(4)下列关于活性炭处理H₂S尾气的说法正确的是___(选填字母序号)。

a．化学吸附过程中存在着电离平衡的移动

b．活性炭改性时，CuCl₂溶液的浓度越大，H₂S的吸附量越大

c．其他条件相同时，低温、缓慢通入尾气更有利于H₂S的物理吸附

d．适当提高活性炭的载水率，可提高H₂S吸附量的原因是活性炭吸附离子比吸附分子能力更强

Answer

吸附 H2S+O=S↓+H2O H2SH++ HS-、HS- H++ S2-（第二步电离可以不写） HS－、H＋ Cu2++H2S=CuS↓+2H+ 当水分不断增加时，过多的水分子将活性炭表面的微孔结构阻塞，导致活性炭吸附能力下降，吸附量降低 acd

【解析】

活性炭有吸附性可以吸附硫化氢气体；活性氧可以和硫化氢发生氧化还原反应；H2S是二元弱酸，在水溶液中分两步电离；活性炭可以脱硫，脱去的是硫离子和硫氢根离子；随着CuCl2溶液浓度的升高，会将硫离子转化为硫化铜沉淀；载水量达到10%以上时，离子的浓度降低，吸附效果变差；活性炭处理H2S尾气时的物理方法和化学方法，从活性炭的吸附能力和硫化氢的变化分析。

(1)物理吸附法是先将尾气缓缓通过活性炭，将H2S从尾气中转移到活性炭的微孔或表面，这是利用活性炭的吸附性；

(2)吸附在活性炭表面上的活性氧(O)，会和H2S反应生成S和水，化学反应方程式为：H2S+O=S↓+H2O；

(3)①H2S是二元弱酸，在水溶液中的电离方程式是H2SH++ HS-、HS- H++ S2-，0.1mol•L-1H2S的pH约为4，说明H2S在水溶液的电离程度很低，电离出来的HS－很少，而S2－更少，因此被吸附的主要的离子是HS－以及溶液中的H＋；

②改性后的活性炭，能提高H2S吸附量的原因是硫化氢与氯化铜发生反应，离子方程式为：Cu2++H2S=CuS↓+2H+；

活性炭载水率为10%以上时，当水分不断增加时，过多的水分子将活性炭表面的微孔结构阻塞，导致活性炭吸附能力下降，吸附量降低；

(4) a．化学吸附过程中存在着电离平衡的移动，硫化氢在水溶液存在电离平衡，铜离子的加入，促进了硫化氢的电离，故a正确；

b．活性炭改性时，CuCl2溶液的浓度越大，过多金属离子阻塞活性炭内部的微孔结构，导致活性炭的吸附能力下降，H2S的吸附不一定越大，故b错误；

c．其他条件相同时，低温，H2S在水溶液中的溶解度更大，缓慢通入尾气，能让H2S吸附更加完全，因此低温、缓慢通入尾气更有利于H2S的物理吸附，故c正确；

d．根据表格中的数据可知，适当提高活性炭的载水率，可提高H2S吸附量，故d正确；

答案选acd。