Question

14．天然氣（主要成分甲烷）含有少量含硫化合物[硫化氫、羰基硫（COS）等]，可以用氫氧化鈉溶液洗滌除去．羰基硫用氫氧化鈉溶液處理的過程如下（部分產物已略去）：
COS$→_{Ⅰ}^{NaOH溶液}$Na₂S溶液$→_{Ⅱ}^{△}$H₂
（1）羰基硫分子的電子式為；反應I除生成兩種正鹽外，還有水生成，其化學方程式為COS+4NaOH=Na₂S+Na₂CO₃+2H₂O；已知反應II的產物X的溶液中硫元素的主要存在形式為S₂O₃^2-，則II中主要反應的離子方程式為2S^2-+5H₂O=S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-．
（2）用TiO₂負載MoO₃催化劑使有機物R催化脫硫，負載MoO₃的量對反應脫硫率的影響如圖1．下列說法正確的是CD

A．負載MoO₃的百分含量越大，平衡常數越大
B．當反應時間小于0.5h，脫硫率為0
C．1.6h負載MoO₃的量為10%和15%的脫硫率基本相等
D．0.5～1.2h時，負載MoO₃的量越大，脫硫速率越大
（3）硫單質及其化合物在工農業(yè)生產中有著重要的應用．向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸至過量．其中H₂S、HS^-、S^2-的分布分數（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數）與滴加鹽酸體積的關系如圖2所示（忽略滴加過程H₂S氣體的逸出）．試分析：
B曲線代表HS^-分數變化（用微粒符號表示）；滴加過程中，溶液中一定成立的關系式：c（Na+）=3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]和c（Na+）=c（Cl^-）+c（OH^-）+c（HS^-）+2c（S^2-）-c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）羰基硫分子與二氧化碳分子結構相似，均為直線型；反應I除生成兩種正鹽外，還有水生成，由元素守恒可知，生成正鹽為Na₂S、Na₂CO₃；II中主要反應硫化鈉與水反應生成S₂O₃^2-、氫氣和氫氧化鈉，根據電子守恒和原子守恒書寫；
（2）A、根據平衡常數僅與溫度有關判斷；
B、根據圖象分析，當反應時間小于0.5h，反應仍然在進行；
C、根據圖象分析，以1.6h作垂線，分析負載MoO₃的量為10%和15%的脫硫率的縱坐標大小；
D、根據圖象分析，0.5～1.2h時內任一點作垂線，依據負載MoO₃的量的變化分析縱坐標脫硫速率的變化；
（3）向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸，鹽酸和氫氧化鈉先反應，然后和硫化鈉反應，結合圖1所示H₂S、HS^-、S^2-的分布分數進行解答；NaHS的含量先增加后減少；根據物料守恒可求得滴加過程中，溶液中微粒濃度大小關系．

解答 解：（1）羰基硫分子與二氧化碳分子結構相似，均為直線型，其電子式為，反應I除生成兩種正鹽外，還有水生成，由元素守恒可知，生成正鹽為Na₂S、Na₂CO₃，反應為COS+4NaOH=Na₂S+Na₂CO₃+2H₂O，硫化鈉與水反應生成S₂O₃^2-、氫氣和氫氧化鈉，其反應的離子方程式為：2S^2-+5H₂O=S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-，
故答案為：，COS+4NaOH=Na₂S+Na₂CO₃+2H₂O，2S^2-+5H₂O=S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-；
（2）A、根據平衡常數僅與溫度有關，所以負載MoO₃的量越大，平衡常數不變，故A錯誤；
B、根據圖象，當反應時間小于0.5h，反應仍然在進行，脫硫率較小，但不等于0，故B錯誤；
C、根據圖象，以1.6h作垂線，負載MoO₃的量為10%和15%的脫硫率相等，故C正確；
D、根據圖象，0.5～1.2h時內任一點作垂線，負載MoO₃的量越大，脫硫速率也越大，故D正確；
故答案為：CD；
（3）向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸，鹽酸和氫氧化鈉先反應，然后和硫化鈉反應，A表示含硫微粒濃度減小為S^2-，B先增加后減少為HS^-，C濃度一直在增加為H₂S，向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸，因體積相同，設Na₂S、NaOH各為1mol，則n（Na）=3n（S），溶液中含硫的微粒為HS^-、S^2-、H₂S，則c（Na⁺）=3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]，或溶液中存在電荷守恒得到c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-）+c（HS^-）+2c（S^2-）-c（H⁺）；
故答案為：HS^-；3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]、c（Cl^-）+c（OH^-）+c（HS^-）+2c（S^2-）-c（H⁺）．

點評 本題考查了電子式的書寫、離子方程式和化學方程式的書寫、弱電解質的電離和鹽的水解等，明確弱電解質的電離特點、電離平衡常數與酸根離子水解程度的關系再結合守恒思想分析解答，難度中等．