Question

天然氣中伴隨有H₂S等含硫化合物，脫硫方法有多種：
（1）一種濕法脫硫是用硫酸鉀溶液吸收其中的H₂S，同時(shí)生成兩種酸式鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）一種干法脫硫，其涉及反應(yīng)：H₂（g）+CO（g）+SO₂（g）?H₂O（g）+CO₂（g）+S（s），△H＜0．
要高脫硫率可采取的措施是

 

．
a．高壓   b．加入催化劑   c．減少CO₂的濃度   d．增加CO的濃度   e．分離出硫
（3）用脫硫劑ZDE-01的海綿鐵法脫硫，可實(shí)現(xiàn)常溫脫硫
①脫硫：Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂S（g）=Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂O（g）△H=-akJ/mol
②再生：2Fe₂O₃?H₂O（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃?H₂O（s）+6S（g）△H=-bkJ/mol
則2H₂S（g）+O₂（g）=2H₂O（g）+2S（s）△H=

 

（用a、b表示）．
（4）一種改進(jìn)的克勞斯法脫硫的工藝即WSA硫酸工藝，化學(xué)反應(yīng)如下：
H₂S+1.5O₂=H₂O+SO₂，SO₂+0.5O₂?SO₃
SO₃（g）+H₂O（g）=H₂SO₄（g），H₂SO₄（g）+0.17H₂O（g）→H₂SO₄（aq）
該法最終得到的硫酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)用硫酸鉀溶液吸收其中的H₂S，同時(shí)生成兩種酸式鹽的要求分析書寫；
（2）高脫硫率應(yīng)使平衡正向進(jìn)行，依據(jù)化學(xué)平衡的反應(yīng)特征結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析判斷；
（3）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式，得到焓變；
（4）依據(jù)反應(yīng)H₂SO₄（g）+0.17H₂O（g）→H₂SO₄（aq），依據(jù)溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算得到硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）用硫酸鉀溶液吸收其中的H₂S，同時(shí)生成兩種酸式鹽，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂S+K₂CO₃=KHS+KHCO₃ ，
故答案為：H₂S+K₂CO₃=KHS+KHCO₃ ；
（2）H₂（g）+CO（g）+SO₂（g）?H₂O（g）+CO₂（g）+S（s），△H＜0，反應(yīng)特征是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，提高脫硫率使品紅正向進(jìn)行；
a．高壓會(huì)使品紅正向進(jìn)行，故a符合；   
b．加入催化劑只改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，不能提高脫硫率，故b不符合；
c．減少CO₂的濃度，平衡正向進(jìn)行，可以提高脫硫率，故c符合；
d．增加CO的濃度，可以使平衡正向進(jìn)行，故d符合；
 e．硫是固體，分離出硫?qū)ζ胶鉄o影響，故e不符合；
故答案為：acd；
（3）①脫硫：Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂S（g）=Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂O（g）△H=-akJ/mol
②再生：2Fe₂O₃?H₂O（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃?H₂O（s）+6S（g）△H=-bkJ/mol
由蓋斯定律

①×2-②

2

得到2H₂S（g）+O₂（g）=2H₂O（g）+2S（s）△H=-

2a+b

3

KJ/mol．
故答案為：-

2a+b

3

KJ/molkJ/mol；
（4）H₂SO₄（g）+0.17H₂O（g）→H₂SO₄（aq），依據(jù)溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)概念得到硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

98g

98g+0.17mol×18g/mol

×100%=96.97%，
故答案為：96.97%．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡的分析應(yīng)用，影響因素的分析判斷，蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．