Question

15．含硫化合物在生产、生活中有广泛应用．其吸收和处理也十分重要．完成下列填空：
（1）SO₂具有还原性，可以和许多氧化剂反应．SO₂气体通入硫酸酸化的K₂Cr₂O₇溶液中恰好生成铬钾矾[KCr（SO₄）₂•12H₂O]．写出该反应的化学方程式．3SO₂+K₂Cr₂O₇+11H₂O+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂.12H₂O，反应中被还原的元素是Cr
（2）过量的SO₂通入Na₂S溶液，写出离子方程式2H₂O+2S^2-+5SO₂=4HSO₃^-+3S↓，氧化剂与还原剂的物质的量之比1：2
（3）在1L 0.3mol/L的NaOH溶液中，通入4.48LSO₂（标况），反应后所得溶液中微粒的浓度之间有一些等量，例如：
c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），请再写出两个等量关系：2c（Na⁺）=3c（HSO₃^-）+3c（SO₃^2-）+3c（H₂SO₃）、c（HSO₃^-）+3c（H₂SO₃）+2c（H⁺）=c（SO₃^2-）+2c（OH^-）
（4）等物质的量浓度的（NH₄）₂SO₃，NH₄HSO₃，NH₄HCO₃溶液，NH₄⁺浓度由大到小排列：（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃、NH₄HCO₃
（5）将白色Cu₂SO₃固体加入到足量盐酸中，有红色固体生成．产物还有CuCl₂、SO₂和水．过滤后，将溶液蒸干灼烧后得到的固体是CuO．

Answer 1

分析 （1）该反应中S元素化合价由+4价变为+6价、Cr元素化合价由+6价变为+3价，转移电子数为6，根据转移电子相等配平方程式得；得电子化合价降低的元素被还原；
（2）过量的SO₂通入Na₂S溶液，二者发生氧化还原反应生成S，同时生成亚硫酸氢钠，该反应中S元素化合价由+4价、-2价变为0价，所以部分二氧化硫是氧化剂、硫化钠是还原剂；
（3）n（NaOH）=0.3mol/L×1L=0.3mol，n（SO₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，设生成Na₂SO₃、NaHSO₃的物质的量分别是xmol、ymol，根据Na、S原子守恒得$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{2x+y=0.3}\end{array}\right.$解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1}\\{y=0.1}\end{array}\right.$，所以溶液中的溶质是等物质的量的Na₂SO₃、NaHSO₃，溶液中存在电荷守恒、物料守恒和质子守恒；
（4）弱酸根离子促进铵根离子水解，物质的量浓度相等的这三种物质，铵根离子水解但程度较小，所以铵根离子系数越大，溶液中铵根离子浓度越大；亚硫酸氢根离子水解程度小于碳酸氢根离子，弱酸根离子水解程度越大，铵根离子浓度越小；
（5）Cu₂SO₃固体加入到足量盐酸中，发生氧化还原反应Cu²⁺和Cu，发生复分解反应生成SO₂和H₂O，所以得到的溶液是CuCl₂溶液，加热过程中氯化铜水解生成Cu（OH）₂和HCl，升高温度促进CuCl₂水解，蒸干时得到Cu（OH）₂Z，灼烧固体时Cu（OH）₂发生分解反应．

解答 解：（1）该反应中S元素化合价由+4价变为+6价、Cr元素化合价由+6价变为+3价，转移电子数为6，根据转移电子相等配平方程式3SO₂+K₂Cr₂O₇+11H₂O+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂.12H₂O；得电子化合价降低的元素被还原，则Cr元素被还原，
故答案为：3SO₂+K₂Cr₂O₇+11H₂O+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂.12H₂O；Cr；
（2）过量的SO₂通入Na₂S溶液，二者发生氧化还原反应生成S，同时生成亚硫酸氢钠，离子方程式为2H₂O+2S^2-+5SO₂=4HSO₃^-+3S↓，该反应中S元素化合价由+4价、-2价变为0价，所以$\frac{1}{5}$的二氧化硫是氧化剂、硫化钠是还原剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比是1：2，
故答案为：2H₂O+2S^2-+5SO₂=4HSO₃^-+3S↓；1：2；
（3）n（NaOH）=0.3mol/L×1L=0.3mol，n（SO₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，设生成Na₂SO₃、NaHSO₃的物质的量分别是xmol、ymol，根据Na、S原子守恒得$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{2x+y=0.3}\end{array}\right.$解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1}\\{y=0.1}\end{array}\right.$，所以溶液中的溶质是等物质的量的Na₂SO₃、NaHSO₃，溶液中存在电荷守恒、物料守恒和质子守恒，根据电荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），根据物料守恒得2c（Na⁺）=3c（HSO₃^-）+3c（SO₃^2-）+3c（H₂SO₃），根据质子守恒得c（HSO₃^-）+3c（H₂SO₃）+2c（H⁺）=c（SO₃^2-）+2c（OH^-），
故答案为：2c（Na⁺）=3c（HSO₃^-）+3c（SO₃^2-）+3c（H₂SO₃）；c（HSO₃^-）+3c（H₂SO₃）+2c（H⁺）=c（SO₃^2-）+2c（OH^-）；
（4）弱酸根离子促进铵根离子水解，物质的量浓度相等的这三种物质，铵根离子水解但程度较小，所以铵根离子系数越大，溶液中铵根离子浓度越大；亚硫酸氢根离子水解程度小于碳酸氢根离子，弱酸根离子水解程度越大，铵根离子浓度越小，所以这三种等物质的量的铵盐铵根离子浓度大小顺序是（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃、NH₄HCO₃，
故答案为：（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃、NH₄HCO₃；
（5）Cu₂SO₃固体加入到足量盐酸中，发生氧化还原反应Cu²⁺和Cu，发生复分解反应生成SO₂和H₂O，所以得到的溶液是CuCl₂溶液，加热过程中氯化铜水解生成Cu（OH）₂和HCl，升高温度促进CuCl₂水解，蒸干时得到Cu（OH）₂Z，灼烧固体时Cu（OH）₂发生分解反应生成CuO，所以最终得到的固体是CuO，
故答案为：CuCl₂；SO₂；CuO．

点评 本题考查含硫物质的综合应用，涉及氧化还原反应、复分解反应、盐类水解、离子浓度大小比较等知识点，侧重考查基本理论，这些知识点都是高频考点，明确物质的性质是解本题关键，难点是（2）（3）（5）的有关判断，题目难度中等．