Question

10．硫单质及其化合物在工农业生产中有着极其重要的应用．
（1）1molSO₂与氯酸钠在酸性条件下反应生成消毒杀菌剂ClO₂，该反应的氧化产物为Na₂SO₄，转移电子2mol．
（2）羰基硫（COS）广泛存在于以煤为原料的各种化工原料气中，能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染．羰基硫的氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法，其反应式分别为：
①氢解反应：COS（g）+H₂（g）=H₂S（g）+CO（g）△H₁=+7kJ/mol
②水解反应：COS（g）+H₂O（g）=H₂S（g）+CO₂△H₂
已知反应中相关的化学键键能数据如表：

化学键	C=O（CO2）	C=O（COS）	C=S	H-S	H-O
键能（kJ/mol）	803	742	577	339	465

则△H₂=-35kJ/mol．
（3）H₂S被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液A．溶液A在空气中长期放置发生反应，生成物之一为B．B与过氧化钠的结构和化学性质相似，B的溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na₂S₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+H₂S↑．
（4）经检测，某溶液中除SO₄^2-外还有大量的Cl^-、Br^-、I^-，若向2L该混合溶液中通入一定量的Cl₂，溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物质的量与通入Cl₂的体积（标准状况）的关系如表所示．

Cl2的体积（标准状况）	2.8L	5.6L	11.2L
n（Cl-）	1.25mol	1.5mol	2mol
n（Br-）	1.5mol	1.4mol	0.9mol
n（I-）	amol	0	0

分析后回答下列问题：
①a的值为0.15．
②当通入Cl₂的体积为3.36L（标准状况下）时，溶液中发生反应的离子方程式为Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂．
此时溶液中Br^-、I^-的物质的量浓度分别为c（Br^-）=0.75mol/L，c（I^-）=0.5mol/L．

Answer 1

分析 （1）根据1molSO₂与氯酸钠在酸性条件下反应生成ClO₂，说明氯酸钠作氧化剂将SO₂氧化成硫酸钠，自身被还原成ClO₂，据此分析计算；
（2）水解反应：COS（g）+H₂O（g）═H₂S（g）+CO₂（g）的焓变等于旧键断裂吸收的能量和新键生成释放能量的差；
（3）H₂S被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液A为Na₂S，Na₂S溶液在空气中长期放置发生反应，生成物之一为B，B与过氧化钠的结构和化学性质相似，则B为Na₂S₂，据此分析解答；
（4）碘离子与溴离子的还原性强弱顺序为：I^-＞Br^-，加入氯气2.8L时溶液中I^-amol，则说明通入2.8LCl₂只发生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，2.8L变成5.6L，消耗2.8L Cl₂的物质的量为$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，先后发生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，根据反应方程式计算．

解答 解：（1）由1molSO₂与氯酸钠在酸性条件下反应生成ClO₂，说明氯酸钠作氧化剂将SO₂氧化成硫酸钠，自身被还原成ClO₂，所以氧化产物为Na₂SO₄，转移电子1mol×（6-4）=2mol．故答案为：Na₂SO₄；2；
（2）由焓变等于旧键断裂吸收的能量和新键生成释放能量的差得，COS（g）+H₂O（g）═H₂S（g）+CO₂（g）△H₂=（742+465×2）-（339+803）=-35kJ/mol，故答案为：-35；
（3）H₂S被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液A为Na₂S，Na₂S溶液在空气中长期放置发生反应，生成物之一为B．B与过氧化钠的结构和化学性质相似，则B为Na₂S₂，所以B的溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na₂S₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+H₂S↑，故答案为：Na₂S₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+H₂S↑；
（4）①2.8L氯气的物质的量为$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，通入0.125mol氯气时溶液中有I^-，所以Br^-没有参加反应，所以溶液中n（Br^-）=1.5mol，溶液中氯离子为通入氯气生成的和原来溶液中存在的，Cl原子守恒得原来n（Cl^-）=1.25mol-0.125mol×2=1mol；通入0.25mol氯气时溶液中没有I^-，则碘离子完全反应，且n（Br^-）=1.4mol，说明有0.1mol溴离子参加反应，则碘离子完全反应，根据转移电子相等得n（I^-）=0.25mol×2-0.1mol×1=0.4mol，根据反应：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，该反应中生成0.25mol氯离子消耗碘离子，所以a=0.5mol-0.25mol=0.15mol，故答案为：0.15；
②通过以上分析知，当通入Cl₂的体积为3.36L即0.15mol（标准状态下）时，溶液中发生反应的离子方程式为Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；n（Cl^-）=1mol、n（Br^-）=1.5mol、n（I^-）=0.4mol，溶液体积相同，c（Br^-）=$\frac{1.5mol}{2L}$=0.75mol/L，c（I^-）=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，
故答案为：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；0.75mol/L；0.5mol/L．

点评 本题主要考查了氧化还原反应的计算、盖斯定律、物质推断以及离子的判断和有关计算，难点为（4），准确分析图标数据是解题关键，题目难度中等，注意根据离子的还原性以及表中数据判断反应的程度，结合方程式计算．