Question

【题目】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的脱氧剂，其制备方法是向Na2CO3溶液中通入SO2，生成NaHSO3和CO2，一定条件下NaHSO3转化为Na2S2O5。完成下列填空:

（1）碳原子的原子结构示意图是_____________；CO2中所含共价键的类型_____________。

（2）从原子结构的角度，解释氧元素的非金属性比硫元素强的原因。_______________。

（3）SO2 与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2，其化学方程式为_______________________，证明NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是_________________。

（4）Na2S2O5作脱氧剂时的反应原理为Na2S2O5+O2+ H2O→Na2SO4+H2SO4，该反应中，氧化产物是______；若反应中转移了0.04mol的电子，有________g Na2S2O5参加反应。

（5）连二亚硫酸钠Na2S2O4俗称保险粉，广泛用于纺织工业的还原性染色、清洗、印花、脱色以及织物的漂白等。Na2S2O4属于强还原剂，暴露于空气中易被氧气氧化。Na2S2O4遇KMnO4酸性溶液发生反应:5Na2S2O4+6KMnO4+4H2SO4=5Na2SO4+3K2SO4+6MnSO4+4H2O。

为了测定保险粉纯度。称取5.0g Na2S2O4样品溶于冷水中，配成100mL溶液，取出10mL 该溶液于锥形瓶中，用0.1000mol/L的KMnO4 溶液滴定。重复上述操作2 次，平均消耗KMnO4 溶液21.00mL。则该样品中Na2S2O4的质量分数为__________(杂质不参与反应)。(保留至0.1%)

（6）“钢是虎，钒是翼，钢含钒犹如虎添翼”，钒是“现代工业的味精”。钒对稀酸是稳定的，但室温下能溶解于浓硝酸中生成VO2+。请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式：_______________________________________。

（7）V2O5是两性氧化物，与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为VO43-)，溶于强酸生成含钒氧离子(VO2+)的盐。请写出V2O5分别与烧碱溶液和稀硫酸反应生成的盐的化学式：__________、_________。

Answer 1

【答案】 极性共价键 氧原子的半径比硫原子小，吸引力电子能力强 2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2 取样，测定溶液的pH，若pH小于7，说明电离程度大于水解程度 Na2SO4、H2SO4 1.90 60.9% V＋6H＋＋5NO3-===VO2+＋5NO2 ↑＋3H2O Na3VO4 (VO2)2SO4

【解析】

（1）碳原子核电荷数为6，核外两个电子层，最外层4个电子，二氧化碳为共价化合物，碳氧键为极性共价键；

（2）O和S位于同一主族，从上到下原子半径增大，原子半径越小，元素的非金属性越强；

（3）SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2，亚硫酸氢根离子水解呈碱性，电离呈酸性，可以测定溶液酸碱性；

（4）Na2S2O5作脱氧剂反应原理为：Na2S2O5+O2+H2O→Na2SO4+H2SO4，该反应中，氧化产物是元素化合价升高做还原剂的物质，硫元素化合价+4升高为+6价，电子转移4e－，氧气中氧元素化合价0价变化为-2价，电子转移4e－，电子转移总数4e－，Na2S2O5+O2+H2O=Na2SO4+H2SO4，以此计算；

（5）根据5S2O42－～6MnO4－，计算样品中Na2S2O4的质量，再计算样品中Na2S2O4的质量分数。

（6）金属钒与浓硝酸反应成VO2＋，二氧化氮和水，写出离子反应方程式；

（7）V2O5是两性氧化物，与强碱反应生成钒酸盐（阴离子为VO43－），溶于强酸生成含钒氧离子（VO2＋）的盐，所以V2O5分别与烧碱溶液生成盐的金属阳离子是钠离子、酸根离子为VO43－，得盐的化学式，溶于稀硫酸生成含钒氧离子（VO2＋）的盐，阳离子是VO2＋，酸根是硫酸根，所以盐的化学式为：（VO2）2SO4；

（1）碳原子核电荷数为6，核外两个电子层，最外层4个电子，原子结构示意图为：，

二氧化碳为共价化合物，含有C=O键，为极性共价键；

（2）O和S位于同一主族，同主族元素从上到下原子半径增大，原子核对核外电子的吸引能力减小，原子半径越小，元素的非金属性越强；

（3）SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2，化学方程式为：2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2，亚硫酸氢根离子水解呈碱性，电离呈酸性，取样，测定溶液的pH，若pH小于7，说明电离程度大于水解程度。

（4）Na2S2O5作脱氧剂反应原理为Na2S2O5+O2+H2O→Na2SO4+H2SO4，该反应中，硫元素化合价+4升高为+6价，电子转移4e－，升高失电子发生氧化反应，得到氧化产物为：Na2SO4、H2SO4，氧气中氧元素化合价0价变化为-2价，电子转移4e－，电子转移总数4e－，Na2S2O5+O2+H2O=Na2SO4+H2SO4，若反应中转移了4mol的电子，有1molNa2S2O5参加反应，若反应中转移了0.04mol的电子，Na2S2O5参加反应的质量=0.01mol×190g·mol－1=1.90g。

（5）Na2S2O4与KMnO4反应产物为Na2SO4和MnSO4，硫元素共升高6价，锰元素共降低5价，化合价升降相同，故关系为

5S2O42－～6MnO4－，

5 6

n 21×10-3 L×0.1mol·L－1

则3.0g 样品中Na2S2O4的质量分数为= ；

（6）金属钒与浓硝酸反应成VO2＋，二氧化氮和水，离子方程式为：V+6H＋+5NO3－=VO2＋+5NO2↑+3H2O；

（7）V2O5是两性氧化物，与强碱反应生成钒酸盐（阴离子为VO43－），溶于强酸生成含钒氧离子（VO2＋）的盐，V2O5分别与烧碱溶液生成盐的阳离子是钠离子、酸根离子为VO43－，所以盐的化学式为Na3VO4，溶于稀硫酸生成含钒氧离子（VO2＋）的盐，所以阳离子是VO2＋，酸根是硫酸根，所以盐的化学式为：（VO2）2SO4；V2O5是两性氧化物，与强碱反应生成钒酸盐（阴离子为VO43－）。