回收利用含硫化合物有利于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境。
(1)一種由含H2S的煙氣回收硫磺的工藝為:將一部分含H2S的煙氣在空氣中燃燒,將燃燒所得產(chǎn)物與剩余煙氣混合,冷卻后可回收得到硫磺(S8)。該工藝中涉及反應(yīng)為:
反應(yīng)1:2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-1036kJ?mol-1
反應(yīng)2:4H2S(g)+2SO2(g)═3S2(g)+4H2O(g)ΔH2=+94kJ?mol-1
反應(yīng)3:4S2(g)═S8(s)ΔH3=-512kJ?mol-1
①反應(yīng)8H2S(g)+4O2(g)═S8(s)+8H2O(g)的ΔH=
-1768kJ?mol-1
-1768kJ?mol-1
。
②如果上述反應(yīng)均能完全進(jìn)行,為提高硫磺的產(chǎn)率,該工藝中需要控制的是 增大壓強(qiáng)、降低溫度
增大壓強(qiáng)、降低溫度
。
(2)一種以MnO2為原料,循環(huán)吸收煙氣中SO2的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:MnO2MnSO4。寫出轉(zhuǎn)化中由MnSO4制MnO2的化學(xué)反應(yīng)方程式:2MnSO4+4NH3+O2+2H2O=2MnO2+2(NH4)2SO4
2MnSO4+4NH3+O2+2H2O=2MnO2+2(NH4)2SO4
。
(3)一種以Al2O3為催化劑載體、FeS2為催化劑的H2還原煙氣中SO2制S的反應(yīng)機(jī)理如圖1和圖2所示:
①圖1中所示轉(zhuǎn)化可以描述為 二氧化硫被載體吸附,在載體表面和活性氫原子反應(yīng)得到硫單質(zhì)和吸附在載體上的兩個—OH,—OH和活性氫原子生成水并在載體表面脫附
二氧化硫被載體吸附,在載體表面和活性氫原子反應(yīng)得到硫單質(zhì)和吸附在載體上的兩個—OH,—OH和活性氫原子生成水并在載體表面脫附
。
②圖2中X的電子式為 。
③其他條件一定,改變起始時(shí)H2與SO2的比例,反應(yīng)相同時(shí)間,測得S的產(chǎn)率與溫度和比值的關(guān)系如圖所示。500℃時(shí),比值為3時(shí)硫的產(chǎn)率小于比值為2時(shí)的原因是 反應(yīng)物中氫氣過量,占據(jù)了過多的催化劑FeS2的活性中心,反而使得單位時(shí)間內(nèi)硫的產(chǎn)率下降
反應(yīng)物中氫氣過量,占據(jù)了過多的催化劑FeS2的活性中心,反而使得單位時(shí)間內(nèi)硫的產(chǎn)率下降
。
【答案】-1768kJ?mol
-1;增大壓強(qiáng)、降低溫度;2MnSO
4+4NH
3+O
2+2H
2O=2MnO
2+2(NH
4)
2SO
4;二氧化硫被載體吸附,在載體表面和活性氫原子反應(yīng)得到硫單質(zhì)和吸附在載體上的兩個—OH,—OH和活性氫原子生成水并在載體表面脫附;
;反應(yīng)物中氫氣過量,占據(jù)了過多的催化劑FeS
2的活性中心,反而使得單位時(shí)間內(nèi)硫的產(chǎn)率下降