题目内容
2．硫元素具有广泛的应用．（1）S的原子结构示意图为
．一定条件下，硫与地壳中含量最多的非金属元素X可组成两种常见的化合物，则X是O，两种化合物均含有的化学键为共价键（2）煅烧黄铁矿（FeS2）的原理为：4FeS2+11O2═2Fe2O3+8SO2．该反应中氧化剂和氧化产物的物质的量之比为11：10．产生的SO2可用FeCl3溶液吸收，该反应的离子方程式是SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+．
（3）过二硫酸钠（Na2S2O8）在较高温度完全分解，1mol Na2S2O8分解生成1mol焦硫酸钠和标况下11.2L O2，则焦硫酸钠的化学式为Na2S2O7
（4）Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP．原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO4-），通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生SO4-，的量．某研究小组设计实验探究了溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生SO4-的影响．
①溶液酸碱性的影响：已知S2O82-+H+═SO4-+HSO4-，由此判断，溶液酸性增强，降解4-CP的效果越好（填“越好”、“越差”或”无影响”）
②Fe2+浓度的影响：相同条件下，将不同浓度FeSO4溶液分别加入c（4-CP）=1.56×10-4 mol•L-1、c（Na2S2O8）=3.12×10-3mol•L-1的混合溶液中．反应240min后测得实验结果如图所示．
已知：S2O8 2-+Fe2+═SO4-+SO2-4+Fe3+．则由图示可知下列说法正确的是：AC（填序号）
A．反应开始一段时间内，4-CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大，其原因是Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO-4•
B．Fe2+是4-CP降解反应的催化剂
C．当c（Fe2+）过大时，4-CP降解率反而下降，原因可能是Fe2+会与SO4发生反应，消耗部分SO4
D．4-CP降解率反而下降，原因可能是生成的Fe 3+水解使溶液的酸性增强，不利于降解反应的进行
③当c（Fe2+ ）=3.2×10-3 mol•L-1 时，4-CP降解的降解率为52.4%，4-CP降解平均反应速率的计算表达式为$\frac{1.56×1{0}^{-4}×52.4%}{240}$mol/（L/min）．
分析 （1）S原子核内有16个质子，核外有16个电子，分三层排布；地壳中含量最多的非金属元素为O；O与S形成共价键；
（2）根据化合价判断氧化剂和氧化产物，结合方程式计算；SO2与FeCl3溶液反应生成Fe2+和SO42-；
（3）根据原子守恒可得出化学式；
（4）①当其它条件相同，将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中，根据图象知，溶液的pH越小，4-CP降解率越大；
②A．根据溶液的pH和4-CP的降解率可以知道溶液酸性增强，有利于Na2S2O8产生SO4-；
B．酸性环境是4-CP降解反应的催化剂；
C．Fe2+会与SO4-发生反应，消耗部分SO4-；
D．生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强故；
③根据图片知，当c（Fe2+）=3.2×10-3mol•L-1时，确定4-CP降解率对应位置；平均反应速率=$\frac{△c}{△t}$．
解答 解：（1）S原子核内有16个质子，核外有16个电子，分三层排布，其原子结构示意图为；地壳中含量最多的非金属元素为O；O与S形成二氧化硫和三氧化硫，S与O之间形成共价键；
故答案为：；O；共价键；
（2）反应4FeS2+11O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2，前后各元素化合价的变化情况如下：
Fe：+2→+3，化合价升高；S：-1→+4，化合价升高，
O：0→-2，化合价降低，
因此，在反应中FeS2还原剂，O2是氧化剂，Fe2O3既是氧化产物也是还原产物，SO2既是氧化产物也是还原产物，n（氧化剂）：n（还原产物）=11：10；
SO2与FeCl3溶液反应生成Fe2+和SO42-，其反应的离子方程式为：SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，
故答案为：11：10；SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；
（3）1mol Na2S2O8分解生成1mol焦硫酸钠，并产生标况下11.2L O2，物质的量为0.5mol，则氧原子为1mol，说明1mol焦硫酸钠中氧原子为7mol，焦硫酸钠的化学式为，
Na2S2O7，故答案为：Na2S2O7；
（4）①当其它条件相同，将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中，根据图象知，溶液的pH越小，4-CP降解率越大，所以溶液酸性增强越有利于Na2S2O8产生SO4-，
故答案为：越好；
②A．根据溶液的pH和4-CP的降解率可以知道溶液酸性增强，有利于Na2S2O8产生SO4-，故A正确；
B．酸性环境是4-CP降解反应的催化剂，故B错误；
C．Fe2+会与SO4-发生反应，消耗部分SO4-，即当c（Fe2+）过大时，4-CP降解率反而下降，故C正确；
D．生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强，会更加有利于4-CP的降解，故D错误；
故选AC；
③根据图片知，当c（Fe2+）=3.2×10-3mol•L-1时，4-CP降解率为52.4，4-CP降解的平均反应速率=$\frac{1.56×1{0}^{-4}mol/L×52.4%}{240min}$=$\frac{1.56×1{0}^{-4}×52.4%}{240}$mol/（L/min），
故答案为：52.4；$\frac{1.56×1{0}^{-4}×52.4%}{240}$mol/（L/min）．
点评 本题考查了硫及其化合物的性质，涉及原子结构示意图、离子方程式的书等方面的有关知识，题目综合性强，侧重考查学生获取信息、加工信息、利用信息解答问题能力，知道图象中纵横坐标的含义及变化趋势，知道实验目的及原理，题目难度不大．
| A． | 常温下$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{OH}^{-}）}$=1012的溶液中：Fe2+、Mg2+、NO3-、Cl- | |
| B． | 含有大量Al3+的溶液中：Na+、NH4+、Cl-、HCO3- | |
| C． | 能使pH试纸显蓝色的溶液中：K+、Ba2+、Cl-、Br- | |
| D． | 常温下，由水电离出的c（H+）=1×10-13 mol•L-1的溶液中：K+、Fe3+、CH3COO-、SO42-电解 |
| A． | 铁制管道涂铝粉可防锈蚀 | |
| B． | 碳酸钡、碳酸氢钠、氢氧化镁等均可作为抗酸药物使用 | |
| C． | 焊锡中加铅的目的是提高熔点 | |
| D． | 用废旧皮革生产药用胶囊可以提高原料利用率 |
| A． | 标准状况下，22.4LH2O含有的分子数为1 NA | |
| B． | 常温常压下，16g O2含有的原子数为1 NA | |
| C． | 通常状况下，1 NA 个SO2分子占有的体积为22.4L | |
| D． | 物质的量浓度为0.5mol/L的K2CO3溶液中，含有CO32-个数为0.5 NA |
