Question

Y是短周期元素组成的单质，为淡黄色固体．Z是一种化合物，焰色反应呈黄色，0.1mol?L^-1 Z的水溶液pH=13；C、Y、D都含同一种元素，且此元素化合价依次升高．C、D的水溶液均显碱性．
I、写出Y与Z反应的离子方程式：______．
II、某同学在精确测试D溶液的pH操作时，遇到了困惑．
[实验操作]
①准确称取纯净的Na₂SO₃?7H₂O晶体25.20g，配成1L水溶液，测得其pH=7.8．
②再次准确称取25.20g上述晶体，继而隔绝空气600℃以上高温下强热至恒重．
③将②所得12.60g固体进行分析，组成与D无异．将其溶于水测得pH=10.3．
[查阅资料]
①H₂S的电离常数（25℃）　 K₁=1.3×10^-7　K₂=7.1×10^-15
②H₂SO₃的电离常数（25℃）　 K₁=1.3×10^-2　K₂=6.2×10^-8
[分析猜想]D?7H₂O在强热下失去结晶水，进而发生了分解反应（自身氧化还原反应）
[交流讨论]
（1）判断实验操作②中隔绝空气强热至“恒重”的依据______．
（2）猜想D在高温强热下发生分解反应的化学方程式是______．
（3）实验操作①和③中，两次测得的溶液pH相差明显，其合理的解释是______．
（4）请你设计简单的实验方案，验证猜想的正确性．简单叙述实验步骤、现象和结论．______．

Answer 1

解：Y为短周期淡黄色固体单质，应为S，Z为NaOH，C为Na₂S，D为Na₂SO₃，则
I．S在碱性条件下自身发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3S+6OH^-=2S^2-+SO₃^2-+3H₂O，
故答案为：3S+6OH^-=2S^2-+SO₃^2-+3H₂O；
II．（1）将固体加热至恒重，固体的质量不变，可两次称量固体的质量，判断是否不变，具体做法是隔绝空气600以上高温下强热，放入干燥器中冷却至室温后称量，重复该操作，直至两次称量结果保持不变，
故答案为：隔绝空气600以上高温下强热，放入干燥器中冷却至室温后称量，重复该操作，直至两次称量结果保持不变；
（2）Na₂SO₃在高温条件下自身发生氧化还原反应：4Na₂SO₃Na₂S+3Na₂SO₄，
故答案为：4Na₂SO₃Na₂S+3Na₂SO₄；
（3）由于酸性：H₂SO₃＞H₂S，相同条件下，S^2-水解程度大于SO₃^2-，溶液的碱性强，
故答案为：实验③的溶液中可能有Na₂S，相同条件下，S^2-水解程度大于SO₃^2-，溶液的碱性强；
（4）Na₂SO₃在高温条件下自身发生氧化还原反应生成Na₂S和Na₂SO₄，可取固体配成溶液，向其中加稀H₂SO₄，如有腐蛋气味气体生成，则证明有S^2-，另取溶液适量于试管中，加入HCl酸化的BaCl₂，如有白色沉淀生成，证明有SO₄^2-．
故答案为：取③溶液适量于试管中，向其中加稀H₂SO₄，如有腐蛋气味气体生成，则证明有S^2-；另取③中溶液适量于试管中，加入HCl酸化的BaCl₂，如有白色沉淀生成，证明有SO₄^2-．
分析：Y为短周期淡黄色固体单质，应为S，Z是一种化合物，焰色反应呈黄色，应含有Na元素，0.1mol?L^-1Z的水溶液pH=13，说明为一元强碱，则Z为NaOH，二者发生：3S+6OH^-=2S^2-+SO₃^2-+3H₂O，则C、Y、D都含同一种元素，且此元素化合价依次升高，则C为Na₂S，D为Na₂SO₃，在酸性条件下发生反应：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=2S↓+3H₂O，由于酸性：H₂SO₃＞H₂S，相同条件下，S^2-水解程度大于SO₃^2-，在高温条件下自身发生氧化还原反应：4Na₂SO₃Na₂S+3Na₂SO₄，以此解答该题．
点评：本题考查无机物的推断和物质的组成探究，题目难度中等，本题注意把握S的单质及其化合物的性质，注意根据物质的性质选择实验方案．