硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。
(1)通過電化學(xué)循環(huán)法可將H2S轉(zhuǎn)化為H2SO4和H2(如圖1所示)。其中氧化過程發(fā)生如下兩步反應(yīng):H2S+H2SO4═SO2↑+S↓+2H2O、S+O2═SO2。
①電極a上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為SO2-2e-+2H2O═4H++SO42-SO2-2e-+2H2O═4H++SO42-。
②理論上1mol H2S參加反應(yīng)可產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為2mol2mol。
(2)表面噴淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S,其原理可用圖2表示。其它條件不變時(shí),水膜的酸堿性與厚度會(huì)影響H2S的去除率。
①適當(dāng)增大活性炭表面的水膜pH,H2S的氧化去除率增大的原因是OH-濃度增大,促進(jìn)H2S?H++HS-平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),HS-濃度增大OH-濃度增大,促進(jìn)H2S?H++HS-平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),HS-濃度增大。
②若水膜過厚,H2S的氧化去除率減小的原因是若水膜過厚,導(dǎo)致活性炭的吸附力減弱,吸附的硫化氫、氧氣減少,去除率減少若水膜過厚,導(dǎo)致活性炭的吸附力減弱,吸附的硫化氫、氧氣減少,去除率減少。
(3)Fe2O3可用作脫除H2S氣體的脫硫劑。H2S首先與表面的Fe2O3產(chǎn)生疏松多孔的產(chǎn)物FeS,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,F(xiàn)e2O3不斷減少,產(chǎn)物層不斷加厚,可用圖3所示。失效的脫硫劑可在氧氣中加熱重新轉(zhuǎn)化為Fe2O3實(shí)現(xiàn)“再生”。
①實(shí)驗(yàn)表明用Fe2O3脫除純H2S反應(yīng)一段時(shí)間后,因?yàn)楫a(chǎn)生的S單質(zhì)將疏松FeS堵塞,反應(yīng)速率明顯減小。Fe2O3與H2S反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+3H2S═2FeS+S+3H2OFe2O3+3H2S═2FeS+S+3H2O。
②“再生”時(shí)若O2濃度過大、反應(yīng)溫度過高,“再生”后的脫硫劑脫硫效果明顯變差的原因可能是部分FeS與O2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為FeSO4[或Fe2(SO4)3]使脫硫劑其不再疏松多部分FeS與O2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為FeSO4[或Fe2(SO4)3]使脫硫劑其不再疏松多。
【考點(diǎn)】原電池與電解池的綜合;硫化氫.
【答案】SO2-2e-+2H2O═4H++SO42-;2mol;OH-濃度增大,促進(jìn)H2S?H++HS-平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),HS-濃度增大;若水膜過厚,導(dǎo)致活性炭的吸附力減弱,吸附的硫化氫、氧氣減少,去除率減少;Fe2O3+3H2S═2FeS+S+3H2O;部分FeS與O2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為FeSO4[或Fe2(SO4)3]使脫硫劑其不再疏松多
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:105引用:2難度:0.7
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