Question

硫化氢(H₂S)的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。

（1）H₂S和CO混合加热可制得羰基硫(COS)，羰基疏可作粮食熏蒸剂，能防止其些昆虫、线虫和真菌的危害。反应方程式为CO(g)+H₂S(g)=COS(g)+H₂(g)。

①羰基硫的电子式为__________。

②下列能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱的是_______（填字母代号）。

a．相同条件下水溶液的pH：Na₂CO₃＞Na₂SO₄

b．酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃

c．S与H₂的化合比C与H₂的化合更容易

（2）H₂S具有还原性，在酸性条件下，能与KMnO₄反应生成S、MnSO₄、K₂SO₄和H₂O，写出该反应的化学方程式____________。

（3）H₂S气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸，25℃时，在0．10mol·L^－1 H₂S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S^2－)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发)。

①pH=13时，溶液中的c(H₂S)＋c(HS^－)=______ mol·L^－1。

②某溶液含0.020 mol·L^－1Mn^2＋、0.10 mol·L^－1H₂S，当溶液pH=_______时，Mn^2＋开始沉淀。[已知：K_sp(MnS)=2.8×10^-13]。

（4）H₂S的废气可用烧碱溶液吸收，将烧碱吸收H₂S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S^2－－2e^－=S↓    (n－1)S＋S^2－S_n^2－写出电解时阴极的电极反应式：______________________。

(5)一定温度下将NH₄HS固体放入定容真空密闭容器中，可部分分解为硫化氢和氨气:NH₄HS(s)H₂S(g)+NH₃(g)。

①可以判断上述分解反应已经达到化学平衡状态的是_______ (填字母代号)

A.v(H₂S)=v(NH₃)                    B.密闭容器中总压强不变

C.密闭容器中混合气体的密度不变    D.密闭容器中氨气的体积分数不变

②当上述反应达平衡时:p(NH₃)×p(H₂S)=a(Pa²)，则平衡时容器中的总压为_______Pa( 用含a 的代数式表示).[p(NH₃)、p(H₂S)分别代表NH₃、H₂S的压强，Pa为压强的单位]

Answer

ac 5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O 0.043 5 2H2O+2e-=H2↑+2OH- BC

【解析】(1)①羰基硫与二氧化碳是等电子体，其结构相似，根据二氧化碳电子式书写羰基硫电子式为，故答案为：；

②a．相同条件下水溶液的pH：NaHCO3＞NaHSO4，可知硫酸酸性大于碳酸，则非金属性S＞C，故选；b．亚硫酸不是最高价含氧酸，则酸性：H2SO3＞H2CO3，不能比较非金属性，故不选；c．S与H2的化合比C与H2的化合更容易，则非金属性S＞C，故选；故答案为：ac；

(2)该反应中S元素化合价由-2价变为0价、+6价，Mn元素化合价由+7价变为+2价，根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O，故答案为：5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O；

(3)①根据溶液pH与c(S2-)关系图pH=13时，c(S2-)=5.7×10-2mol/L，在0.10mol•L-1H2S溶液中根据硫守恒c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10mol•L-1，所以c(H2S)+c(HS-)=0.1-5.7×10-2=0.043mol/L，故答案为：0.043；

②当Qc=Ksp(MnS)时开始沉淀，所以c(S2-)==mol/L=1.4×10-11mol/L，结合图像得出此时的pH=5，所以pH=5时锰离子开始沉淀，故答案为：5；

(4)阳极上硫离子放电，电极反应式为S2--2e-═S↓，阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故答案为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

(5) ①A.根据方程式NH4HS(s)H2S(g)+NH3(g)，任何时候都存在v(H2S)=v(NH3)，不能说明是平衡状态，错误；B.该反应是气体的物质的量增大的反应，密闭容器中总压强不变，说明气体的物质的量不变，说明处于平衡状态，正确；C.该反应是气体的质量增大的反应，密闭容器中混合气体的密度不变，证明气体的质量不变，说明处于平衡状态，正确；D.密闭容器中氨气的体积分数始终为50%，不能说明是平衡状态，错误；故选BC；

②NH4HS=NH3+H2S，由NH4HS分解的反应方程式可知：生成等物质的量的硫化氢和氨气，则NH3与H2S的分压相同，故p硫化氢=p氨气=Pa所以，平衡后的总压为p硫化氢+p氨气=2Pa，故答案为：2。