硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。
(1)工業(yè)上利用克勞斯法將H2S轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)回收。該法首先將部分H2S燃燒轉(zhuǎn)化為SO2,然后再將SO2與剩余的H2S混合。為實現(xiàn)硫的最大回收,用于燃燒的H2S和剩余的H2S的物質(zhì)的量之比為 1:21:2。
(2)H2S化學反應(yīng)循環(huán)制氫的原理如題圖所示,按圖示方法制氫,理論上,1molH2S可制得 22molH2。
(3)活性炭@Fe2O3(多孔性活性炭為載體的Fe2O3)是一種高效、可再生的脫硫劑??捎糜诿摮鼿2S氣體?;钚蕴緻Fe2O3,脫除H2S后所得的含硫產(chǎn)物為Fe2S3?H2O、FeS和S。其脫除原理如下:
①Fe2O3?H2O+3H2S═Fe2S3?H2O+3H2O;
②Fe2O3?H2O和H2S反應(yīng)生成FeS的化學方程式為 Fe2O3?H2O+3H2S═2FeS+S+4H2OFe2O3?H2O+3H2S═2FeS+S+4H2O。
(4)25°C時,將一定比例N2和H2S的混合氣體以一定流速通過裝有一定質(zhì)量的活性炭@Fe2O3脫硫劑的反應(yīng)器。調(diào)節(jié)脫硫劑中m(活性炭)/m(Fe2O3),測得c(H2S)c0(H2S)隨時間變化的曲線如題圖所示。c0(H2S)、c(H2S)分別為反應(yīng)器入口氣和出口氣中H2S的含量。
①從實驗結(jié)果看,m(活性炭):m(Fe2O3)合適的比值為 CC。
A.1:0
B.1:0.8
C.1:1
D.1:1.2
②當脫硫劑中含有Fe2O3時,0~20min內(nèi),c(H2S)c0(H2S)均為0的原因是 活性炭吸附H2S,F(xiàn)e2O3與H2S反應(yīng),通入的H2S氣體被活性炭@Fe2O3完全吸收活性炭吸附H2S,F(xiàn)e2O3與H2S反應(yīng),通入的H2S氣體被活性炭@Fe2O3完全吸收。
③當m(活性炭):m(Fe2O3)=1:1時,測得c(H2S)c0(H2S)=1.0時所用的時間為t1min;當m(活性炭):m(Fe2O3)=1:1.2時,測得c(H2S)c0(H2S)=1.0時所用的時間為t2min;t2小于t1的原因可能是 活性炭質(zhì)量減少,吸附的H2S的量減少,F(xiàn)e2O3的量增多,與Fe2O3反應(yīng)的H2S的量增加,且前者的影響大于后者;與Fe2O3反應(yīng)的H2S的量增加,導致生成的Fe2O3?H2O、FeS、S的質(zhì)量增多,覆蓋在脫硫劑表面,影響反應(yīng)的進一步進行,也影響活性炭的吸附性能活性炭質(zhì)量減少,吸附的H2S的量減少,F(xiàn)e2O3的量增多,與Fe2O3反應(yīng)的H2S的量增加,且前者的影響大于后者;與Fe2O3反應(yīng)的H2S的量增加,導致生成的Fe2O3?H2O、FeS、S的質(zhì)量增多,覆蓋在脫硫劑表面,影響反應(yīng)的進一步進行,也影響活性炭的吸附性能。
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【考點】氧化還原反應(yīng)的計算.
【答案】1:2;2;Fe2O3?H2O+3H2S═2FeS+S+4H2O;C;活性炭吸附H2S,F(xiàn)e2O3與H2S反應(yīng),通入的H2S氣體被活性炭@Fe2O3完全吸收;活性炭質(zhì)量減少,吸附的H2S的量減少,F(xiàn)e2O3的量增多,與Fe2O3反應(yīng)的H2S的量增加,且前者的影響大于后者;與Fe2O3反應(yīng)的H2S的量增加,導致生成的Fe2O3?H2O、FeS、S的質(zhì)量增多,覆蓋在脫硫劑表面,影響反應(yīng)的進一步進行,也影響活性炭的吸附性能
【解答】
【點評】
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