Question

8．H₂S、SO₂在工农业生产、生活中具有重要应用．
（1）H₂S具有还原性，在酸性条件下，能与KMnO₄溶液反应生成S和Mn²⁺，试写出该反应的离子方程式5H₂S+2MnO₄^-+6H⁺=5S↓+2Mn²⁺+8H₂O．
（2）H₂S气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸，25℃时，在0.10mol•L^-1H₂S溶液中，通人HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c（S^2-）关系如图1所示（忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发）．

①pH=13时，溶液中的c（H₂S）+c（HS^-）=0.043mol•L^-1；
②某溶液含0.010mol•L^-1Fe²⁺、未知浓度的Mn²⁺和0.10mol•L^-1H₂S，当溶液pH=2时，Fe²⁺开始沉淀；当Mn²⁺开始沉淀时，溶液中$\frac{c（M{n}^{2+}）}{c（F{e}^{2+}）}$=2×10⁶． 已知：K_SP（FeS）=1.4×10^-19，K_SP（MnS）=2.8×10^-13
（3）已知：葡萄酒中有少量SO₂可以做抗氧化剂[我国国家标准（GB2760-2014）规定葡萄酒中SO₂的残留量≤0.25g/L]．
利用SO₂的漂白性检测干白葡萄酒（液体为无色）中的SO₂或H₂SO₃．设计如图2实验：

实验结论：干白葡萄酒不能使品红溶液褪色，原因为：干白中二氧化硫或亚硫酸含量太少．
（4）用图3所示装置可将SO₂转化为重要的化工原料，A、B是惰性电极．则电子流入的电极为B（用A或B表示），A极的电极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）由反应物、生成物及电子守恒书写化学反应；
（2）①pH=13时，c（S^2-）=5.7×10^-2mol/L，在0.10mol•L^-1H₂S溶液中根据硫守恒c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）=0.10mol•L^-1；
②当Qc=K_sp（MnS）时开始沉淀，由此求出硫离子的浓度，结合图象得出此时的pH；根据MnS和FeS的Ksp计算；
（3）1滴饱和亚硫酸溶液滴入3mL品红溶液中不褪色，而1滴品红溶液滴入3mL饱和亚硫酸溶液中褪色，说明二氧化硫或亚硫酸的含量会影响漂白效果；
（4）电池本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸，A电极为负极，B电极为正极，A电极上二氧化硫失去电子氧化生成SO₄^2-，根据原子守恒会电荷守恒可知，有水参加反应，有氢离子生成．

解答 解：（1）H₂S具有还原性，在酸性条件下，能与KMnO₄反应生成S、MnSO₄、K₂SO₄和H₂O，该反应的化学方程式为5H₂S+2KMnO₄+3H₂SO₄=5S↓+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O，则离子方程式为：5H₂S+2MnO₄^-+6H⁺=5S↓+2Mn²⁺+8H₂O；
故答案为：5H₂S+2MnO₄^-+6H⁺=5S↓+2Mn²⁺+8H₂O；
（2）①根据溶液pH与c（S^2-）关系图pH=13时，c（S^2-）=5.7×10^-2mol/L，在0.10mol•L^-1H₂S溶液中根据硫守恒c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）=0.10mol•L^-1，所以c（H₂S）+c（HS^-）=0.1-5.7×10^-2=0.043mol/L，
故答案为：0.043；
②当Qc=K_sp（FeS）时开始沉淀，所以c（S^2-）=$\frac{Ksp（FeS）}{c（F{e}^{2+}）}$=$\frac{1.4×1{0}^{-19}}{0.01}$mol/L=1.4×10^-17mol/L，结合图象得出此时的pH=2，所以pH=2时亚铁离子开始沉淀；
溶液中$\frac{c（M{n}^{2+}）}{c（F{e}^{2+}）}$=$\frac{Ksp（MnS）}{Ksp（FeS）}$=$\frac{2.8×1{0}^{-13}}{1.4×1{0}^{-19}}$mol/L=2×10⁶；
故答案为：2；2×10⁶；
（3）1滴饱和亚硫酸溶液滴入3mL品红溶液中不褪色，而1滴品红溶液滴入3mL饱和亚硫酸溶液中褪色，说明二氧化硫或亚硫酸的含量会影响漂白效果，干白葡萄酒不能使品红溶液褪色，原因为：干白中二氧化硫或亚硫酸含量太少，
故答案为：干白中二氧化硫或亚硫酸含量太少；
（4）本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸，A电极为负极，B电极为正极，电子从负极流向正极，则电子流入的电极为B极，A电极上二氧化硫失去电子氧化生成SO₄^2-，根据原子守恒会电荷守恒可知，有水参加反应，有氢离子生成，电极反应式为：SO₂+2H₂O-2e ^-═SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：B；SO₂+2H₂O-2e ^-═SO₄^2-+4H⁺．

点评 本题考查物质性质探究实验、原电池原理及计算等，掌握物质的性质理解原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有扎实的基础与分析问题、解决问题的能力．