7. 煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。

已知：在催化剂作用下，煤在管式炉中燃烧，出口气体主要含。

(1)煤样需研磨成细小粉末，其目的是___________。

(2)高温下，煤中完全转化为，该反应的化学方程式为___________。

(3)通过干燥装置后，待测气体进入库仑测硫仪进行测定。

已知：库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作。待测气体进入电解池后，溶解并将还原，测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束，通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。

①在电解池中发生反应的离子方程式为___________。

②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为___________。

(4)煤样为ag，电解消耗的电量为x库仑，煤样中硫的质量分数为___________。

已知：电解中转移电子所消耗的电量为96500库仑。

(5)条件控制和误差分析。

①测定过程中，需控制电解质溶液pH，当pH<1时，非电解生成的使得测得的全硫含量偏小，生成的离子方程式为___________。

②测定过程中，管式炉内壁上有残留，测得全硫量结果为___________。(填“偏大”或“偏小”)

【答案】(1)与空气的接触面积增大，反应更加充分

(2)2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂↑

(3) ①. SO₂++H₂O=3I^-+SO+4H⁺ ②. 3I^-—2e^-=

(4)

(5) ①. I₂+I^-=

②. 偏低

【解析】

【小问1详解】

煤样研磨成细小粉末后固体表面积增大，与空气的接触面积增大，反应更加充分，故答案为：与空气的接触面积增大，反应更加充分;

【小问2详解】

由题意可知，在催化剂作用下，硫酸钙高温分解生成氧化钙、二氧化硫和水，反应的化学方程式为2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂↑，故答案为：2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂↑;

【小问3详解】

①由题意可知，二氧化硫在电解池中与溶液中反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子，离子方程式为SO₂++H₂O=3I^-+SO₄^2-+4H⁺，故答案为：SO₂++H2O=3I^-+SO₄^2-+4H⁺;

②由题意可知，测硫仪工作时电解池工作时，碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成碘三离子，电极反应式为3I^-—2e^-=，故答案为：3I^-—2e^-=;

【小问4详解】

由题意可得如下关系：S—SO₂——2e—，电解消耗的电量为x库仑，则煤样中硫的质量分数为×100%=，故答案为：;

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【小问5详解】

①当pH<1时，非电解生成的碘三离子使得测得的全硫含量偏小说明碘离子与电解生成的碘反应生成碘三离子，导致消耗二氧化硫的量偏小，反应的离子方程式为I₂+I^—=，故答案为：I₂+I^—=;

②测定过程中，管式炉内壁上有三氧化硫残留说明硫元素没有全部转化为二氧化硫，会使二氧化硫与碘三离子反应生成的碘离子偏小，电解时转移电子数目偏小，导致测得全硫量结果偏低，故答案为：偏低。

编辑：小徐