Question

11．（1）用作橡胶工业的硫化剂S₂Cl₂的分子结构中每个原子均满足8电子稳定结构，①试写出S₂Cl₂的电子式．
②S₂Cl₂易发生水解反应，产生无色刺激性气味气体，同时生成淡黄色沉淀，其反应的化学方程式为2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑．
（2）用作氧化剂的过二硫酸铵[（NH₄）₂S₂O₈]属于离子化合物，易溶于水，其可由（NH₄）₂SO₄为原料制备．
①若硫酸铵溶液的浓度为250g/L，其物质的量浓度是1.89moI/L．
②（NH₄）₂S₂O₈在Ag⁺的催化作用下能将Mn²⁺氧化成MnO₄^-，其反应的离子方程式为 2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O $\frac{\underline{\;Ag+\;}}{\;}$2MnO₄^-+SO₄^2-+16H⁺．
（3）Na₂S₂O₄在空气分析中常用来吸收氧气，当吸收氧气、水蒸气后发生反应时，若还原剂和氧化剂的物质的量之比为1：1，则产物为NaHSO₄ 和NaHSO₃（填化学式）．
（4）氢气是一种绿色能源，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行如图所示实验（其中a、b均为碳棒，c、d均为铜电极）．
d电极的电极反应式是①Cu-2e^-=Cu²⁺
a电极的电极反应式是②O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）①S₂Cl₂分子结构与H₂O₂相似，S₂Cl₂分子中氯原子与硫原子之间形成1对共用电子对，硫原子与硫原子之间形成1对共用电子对；
②依据现象分析判断产物为硫单质、二氧化硫和氯化氢，根据氧化还原反应的元素化合价变化守恒和原子守恒写出；
（2）①物质的量浓度c=$\frac{n}{V}$；
②在Ag⁺的作用下，过二硫酸盐将Mn²⁺氧化为MnO₄^-，同时自身被还原为硫酸根离子；
（3）Na₂S₂O₄暴露于空气中易被氧气氧化，则氧化剂为氧气，还原剂为Na₂S₂O₄，根据得失电子守恒计算反应后产物；
（4）左边装置是燃料电池，通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，右边装置在电解池，左边Cu是阴极、右边Cu是阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应；通入氧气的电极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子．

解答 解：（1）①S₂Cl₂分子结构与H₂O₂相似，S₂Cl₂分子中氯原子与硫原子之间形成1对共用电子对，硫原子与硫原子之间形成1对共用电子对，S₂Cl₂电子式为，
故答案为：；
②S₂Cl₂与水反应，有无色刺激性气味气体产生，并有黄色沉淀生成，无色刺激性气味气体除氯化氢外，依据氧化还原反应的元素化合价变化守恒推断，化合价降低的生成黄色沉淀为单质硫，化合价升高的生成二氧化硫气体，依据原子守恒、电子守恒写出化学方程式为：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑，
故答案为：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑．
（2）①若硫酸铵溶液的浓度为250g/L=$\frac{\frac{250g}{132g/mol}}{1L}$=1.89 mol/L，
故答案为：1.89；
  ②在Ag⁺的作用下，过二硫酸盐将Mn²⁺氧化为MnO₄^-，同时自身被还原为硫酸根离子，离子方程式为：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O$\frac{\underline{\;Ag+\;}}{\;}$2MnO₄^-+10SO₄^2-+10H⁺，
故答案为：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O$\frac{\underline{\;Ag+\;}}{\;}$2MnO₄^-+10SO₄^2-+10H⁺；
（3）Na₂S₂O₄暴露于空气中易被氧气氧化，则氧化剂为氧气，还原剂为Na₂S₂O₄，又氧化剂和还原剂的物质的量之比为l：1，设Na₂S₂O₄被氧化后硫的化合价为+x价，则根据得失电子守恒，1×4=1×2×（x-3），解得x=5，又有水蒸气参与反应，所以产物为NaHSO₄ 和NaHSO₃，
故答案为：NaHSO₄ 和NaHSO₃；
（4）左边装置是燃料电池，通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，右边装置在电解池，左边Cu是阴极、右边Cu是阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺，通入氧气的电极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：Cu-2e^-=Cu²⁺；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评 本题考查较综合，涉及原电池原理、电子式书写、氧化还原反应及其电荷守恒等知识点，为高频考点，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写；注意氧化还原反应电子转移的计算，题目难度中等．