Question

10．硫是一种重要的非金属元素，在自然界中以游离态和多种化合态形式存在．其中二氧化硫是主要的大气污染物之一．完成下列填空：
（1）依据平衡移动原理，用化学用语解释将SO₂通入CaCO₃悬浊液使之变澄清的原因CaCO₃（s）?Ca²⁺（ag）+CO₃^2-（ag）CO₃^2-+2SO₂+H₂O=CO₂+2HSO₃^-．．
（2）火法炼铜中有如下反应：
Ⅰ：2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ•mol^-1
Ⅱ：2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ•mol^-1
①在反应Ⅱ中，只作氧化剂的是Cu₂O（用化学式表示）．
②反应Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）的△H=-217.4kJ•mol^-1．
（3）工业上用过硫酸钾（K₂S₂O₈）测定钢铁中的锰含量，配平下列反应式：
Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O=2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺
（4）将SO₂通入氯酸溶液中生成一种强酸和一种氧化物，已知反应掉1.5mol氯酸时转移了9.03×10²³个电子，写出该反应的化学方程式SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂．

Answer 1

分析 （1）碳酸钙的悬浊液中存在溶解平衡，所以而通入二氧化硫与水反应生成亚硫酸酸性比碳酸的酸性强，能够与碳酸根离子反应，消耗碳酸根离子浓度，促使沉淀溶解平衡正向移动；
（2）①所含元素化合价升高的反应物为还原剂，所含元素化合价化合价降低的反应物为氧化剂，分析反应2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）中各元素化合价变化，据此判断；
②根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以合适的系数进行适当的加减，反应热也乘以相应的系数进行相应的加减；
（3）反应中锰元素化合价+2价变化为+7价，电子转移5e^-，S₂O₈^2-中硫元素化合价+6价反应过程中化合价不变，S₂O₈^2-中有2个O由-1价，变化为-2价，电子转移2e-，电子转移总数为10e^-，Mn²⁺前系数，2，S₂O₈^2-，前系数为5，结合原子守恒、电荷守恒配平书写离子方程；
（4）氯酸具有氧化性，其中氯元素的化合价为+5价，根据转移的电子数来判断产物中氯元素的价态．

解答 解：（1）碳酸钙的悬浊液中存在溶解平衡，方程式：CaCO₃（s）?Ca²⁺（ag）+CO₃^2-（ag），通入二氧化硫与水反应生成亚硫酸酸性比碳酸的酸性强，能够与碳酸根离子反应，消耗碳酸根离子浓度，促使沉淀溶解平衡正向移动，离子方程式：CO₃^2-+2SO₂+H₂O=CO₂+2HSO₃^-；
故答案为：CaCO₃（s）?Ca²⁺（ag）+CO₃^2-（ag）     CO₃^2-+2SO₂+H₂O=CO₂+2HSO₃^-；
（2）①2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）中，Cu₂O中铜元素化合价降低，做氧化剂，Cu₂S中铜元素化合价降低，硫元素化合价升高，所以Cu₂O只做氧化剂，Cu₂S既是氧化剂又是还原剂，
故答案为：Cu₂O；
②Ⅰ2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）十2SO₂（g）△H=-768.2KJ•mol^-1
②Ⅱ2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0KJ•mol^-1
根据盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ得：3Cu₂S（s）+3O₂（g）=6Cu（s）+3SO₂（g），故△H=$\frac{1}{3}$×（-768.2KJ•mol^-1+116.0KJ•mol^-1）=-217.4kJ•mol^-1；
故答案为：-217.4kJ•mol^-1；
（3）反应中锰元素化合价+2价变化为+7价，电子转移5e^-，S₂O₈^2-中硫元素化合价+6价反应过程中化合价不变，S₂O₈^2-中有2个O由-1价，变化为-2价，电子转移2e-，电子转移总数为10e^-，Mn²⁺前系数，2，S₂O₈^2-，前系数为5，结合原子守恒、电荷守恒配平书写离子方程式为：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O=2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺，反应中锰元素化合价+2价变化为+7价，做还原剂被氧化生成氧化产物为MnO₄^-，
故答案为：2、5、8，2、10、16；
（4）氯酸具有氧化性，其中氯元素的化合价为+5价，有1.5×6.02×10²³个即1.5mol电子转移时，1.5mol氯酸中氯元素的化合价应由+5价降到+4价，所以产物中氯元素以二氧化氯的形式存在，二氧化硫被氧化为硫酸，
故答案为：SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂．

点评 本题考查了沉淀溶解平衡移动的影响因素，反应热的计算、氧化还原反应方程式的书写，明确影响沉淀溶解平衡移动因素，熟悉盖斯定律计算反应热的方法，氧化还原反应得失电子守恒、原子个数守恒的规律是解题关键，题目难度中等．