Question

5．硫及其化合物是重要的化工原料，在工农业生产应用广泛．
（1）二氯亚砜（SOCl₂）在有机合成工业用做氯化剂和脱水剂，遇水能产生白雾，并有刺激性气味的气体生成．SOCl₂中硫的化合价为+4，与水反应的化学方程式为SOCl₂+H₂O=SO₂+2HCl．
（2）H₂S气体有剧毒，高温下能够发生反应H₂S（g）?H₂（g）+$\frac{1}{2}$S₂（g）△H．在2L的密闭容器中加入0.1mol的H₂S，测得不同温度下（T）H₂S的转化率α随时间（t）的变化关系如右图所示．T₂温度时反应的平衡常数K=0.067；该反应的△H＞0（填“＞”或“＜”）；其判断理由是温度越高达平衡时间越短，反应速率越快，对应的温度越高，所以温度的大小为：T₃＞T₂＞T₁，而图中可知升高温度平衡转化率增大，反应向正反应方向进行，所以正反应是吸热反应．
（3）已知Na₂SO₃+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂S₂O₃．实验室中将SO₂缓缓通入一定比例的Na₂S和Na₂CO₃的热溶液中可制得Na₂S₂O₃，理论上Na₂S和Na₂CO₃的最佳物质的量之比为2：1；反应过程中产生气体的主要成分是二氧化碳，其作用是二氧化碳气体排除空气中的氧气，防止氧化Na₂S₂O₃和Na₂SO₃．
（4）在水产养殖中可用Na₂S₂O₃将水中残余的微量Cl₂除去．在某鱼塘中取水样10.00mL，用0.000l mol•L^-1NaOH标准溶液滴定（假设其他成分不与NaOH反应），滴定终点时消耗NaOH溶液20.00mL．若鱼塘贮水1×10⁵m³，则消除该鱼塘中的氯气需投入Na₂S₂O₃的质量为395kg．

Answer 1

分析 （1）根据化合价代数和为0分析解答，SOCl₂中二氯亚砜（SOCl₂）在有机合成工业用做氯化剂和脱水剂，遇水能产生白雾是氯化氢，并有刺激性气味的气体是二氧化硫气体，由此书写化学方程式；
（2）由图可知T₂温度时H₂S的转化率40%，根据三行式分析解答；由图可知T₃首先达平衡状态，T₁最后达平衡状态，达平衡时间越短，反应速率越快，对应的温度越高；
（3）SO₂缓缓通入一定比例的Na₂S和Na₂CO₃的热溶液中可制得Na₂S₂O₃，反应的化学方程式为：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂，由此分析解答；
（4）根据电子得失守恒得关系式$\frac{1}{4}$Na₂S₂O₃～～Cl₂～～2NaOH进行计算；

解答 解：（1）SOCl₂中氧元素是-2价，氯元素是-1价，根据化合价代数和为0，所以硫元素为+4价，SOCl₂中二氯亚砜（SOCl₂）在有机合成工业用做氯化剂和脱水剂，遇水能产生白雾是氯化氢，并有刺激性气味的气体是二氧化硫气体，化学方程式为：SOCl₂+H₂O=SO₂+2HCl，故答案为：+4；SOCl₂+H₂O=SO₂+2HCl；
（2）由图可知T₂温度时H₂S的转化率40%，
反应  H₂S（g）?H₂（g）+$\frac{1}{2}$S₂（g）△
c（初）：0.05         0              0
c（变）：0.02      0.02            0.01
c（平）：0.03      0.02            0.01
K=$\frac{0.02×\sqrt{0.01}}{0.03}$=0.067，由图可知T₃首先达平衡状态，T₁最后达平衡状态，达平衡时间越短，反应速率越快，对应的温度越高，所以温度的大小为：T₃＞T₂＞T₁，而图中可知升高温度平衡转化率增大，反应向正反应方向进行，所以正反应是吸热反应，故答案为：0.067；＞；温度越高达平衡时间越短，反应速率越快，对应的温度越高，所以温度的大小为：T₃＞T₂＞T₁，而图中可知升高温度平衡转化率增大，反应向正反应方向进行，所以正反应是吸热反应；
（3）SO₂缓缓通入一定比例的Na₂S和Na₂CO₃的热溶液中可制得Na₂S₂O₃，反应的化学方程式为：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂，所以理论上Na₂S和Na₂CO₃的最佳物质的量之比为2：1，生成的气体为二氧化碳，二氧化碳气体排除空气中的氧气，防止氧化Na₂S₂O₃和Na₂SO₃，故答案为：2：1；二氧化碳；二氧化碳气体排除空气中的氧气，防止氧化Na₂S₂O₃和Na₂SO₃；
（4）根据关系式$\frac{1}{4}$Na₂S₂O₃～～Cl₂～～～～～2NaOH
                          $\frac{1}{4}$×158g                                  2mol
                          m（Na₂S₂O₃）                   0.02×0.000lmol    
    解之得：m（Na₂S₂O₃）=3.95×10^-5g，所以鱼塘贮水1×10⁵m³，消除该鱼塘中的氯气需投入Na₂S₂O₃的质量为$\frac{1{0}^{5}×1{0}^{6}}{10}$×3.95×10^-5g=395kg，故答案为：395．

点评 本题考查氯气的性质及氧化还原反应相关计算，为高频考点，把握化学反应原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．