Question

14．郑州一中是一所具有丰厚的历史积淀、独特的精神内涵，以关注学生智慧与灵魂为学校文化内核，充满创新精神，能够培养具有国际视野的拔尖人才，拥有核心竞争力的国内名校．目前一中教育集团包含小学部、初中部、高中部三个学部的十余所学校．学校以主体课堂教学为载体，以培养学生的创新思维和实践能力为目标，在教学活动中特别注重学生科学素养的提升，如对于I A和ⅥA族重要元素化合物的性质，各校区根据实际情况开展了丰富多彩的探究活动．
（1）附属小学同学在科学课堂上做了如下两个探究实验：
①用如图装置探究硫与纯氧的反应，实验中产生了明亮的蓝紫色火焰，该反应的化学方程式为S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂．
②常温下，将2mol/L的AgNO₃溶液与0.5mol/L的Na₂S溶液等体积混合，生成了黑色沉淀，计算此时溶液中硫离子浓度[S^2-]=2.52×10^-49mol/L． （已知常温下K_sp[Ag₂S]=6.3×10^-50）
（2）桐柏校区初中部同学在化学课上学到，硫元素在化合物中通常显-2价，但李华发现某教辅中出现了 Na₂S₂这种物质，认为可能是教辅印刷错误；赵老师告知李华，不但有Na₂S₂，还有Na₂S₃，Na₂S_x等多种物质．
①已知化合物Na₂S₃中，各原子（或离子）最外层均达到8电子稳定结构，则Na₂S₃的电子式为．
②多硫化钠Na₂S_x （x≥2）在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na₂SO₄，反应中Na₂S_x 与NaClO的物质的量之比为1：16，则x=5．
（3）龙湖校区化学研究小组同学探究溶液中离子浓度的计算：已知常温下，某亚硫酸氢钠溶液pH=6，则该溶液中SO₃^2-与H₂SO₃浓度的差值[SO₃^2-]-[H₂SO₃]=10^-6-10^-8mol/L．（填准确值）
（4）桐柏校区同学查阅资料后发现：
①硫元素和氧元素能形成多种酸根离子，其中有一种离子能与盐酸发生氧化还原反应，该反应常用于反应速率的测定实验中，则该反应的离子方程式为S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
②硫酸的第二步电离是不完全的，则Na₂SO₄溶液显碱性．（填“酸”、“中”或“碱”）
（5）中原校区同学设计实验，利用双层膜法电解亚硫酸钠溶液得到硫酸和氢氧化钠，则 电解时的阳极反应方程式为SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）①硫在氧气中燃烧生成二氧化硫；
②将2mol/L的AgNO₃溶液与0.5mol/L的Na₂S溶液等体积混合，AgNO₃过量，根据反应后溶液中银离子浓度结合K_sp[Ag₂S]计算；
（2）①硫原子之间形成一个共用电子对，硫离子与钠离子之间以离子键结合；
②Na₂S_x 失电子，NaClO得电子，根据得失电子守恒计算；
（3）已知常温下，某亚硫酸氢钠溶液pH=6，溶液显酸性，溶液中存在电荷守恒和物料守恒，据此计算得到；
（4）①硫元素和氧元素能形成多种酸根离子，其中有一种离子能与盐酸发生氧化还原反应是硫代硫酸根离子和酸反应生成二氧化硫、硫单质和水；
②硫酸的第二步电离是不完全的，则Na₂SO₄溶液中硫酸根离子水解生成硫酸氢根离子，促进水的电离平衡正向进行溶液显碱性；
（5）利用双层膜法电解亚硫酸钠溶液得到硫酸和氢氧化钠，则 电解时的阳极反应是亚硫酸根离子失电子发生氧化反应生成硫酸根离子．

解答 解：（1）①硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，反应的化学方程式为：S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂，故答案为：S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂；
②将2mol/L的AgNO₃溶液与0.5mol/L的Na₂S溶液等体积混合，AgNO₃过量，设溶液体积为1L，则反应2Ag⁺+S^2-=Ag₂S↓后溶液中银离子浓度c（Ag⁺）=0.5mol/L，常温下K_sp[Ag₂S]=c2（Ag⁺）c（S^2-）=6.3×10^-50，c（S^2-）=$\frac{6.3×1{0}^{-50}}{0.5mol/L}$=2.52×10^-49mol/L，
故答案为：2.52×10^-49mol/L；
（2）①化合物Na₂S₃中，各原子（或离子）最外层均达到8电子稳定结构，硫原子间分别形成一对共用电子对，和钠离子键形成离子键，电子式为，故答案为：；
②多硫化钠Na₂S_x （x≥2）在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na₂SO₄，氯元素化合价+1价变化为-1价，ClO^-～Cl^-～2e^-，硫元素化合价变化为：Na₂S_x～xSO₄^2-～（6x+2）e-，反应中Na₂S_x 与NaClO的物质的量之比为1：16，电子守恒得到16×2=1×（6x+2），
x=5，
故答案为：5；
（3）某亚硫酸氢钠溶液pH=6，溶液中存在电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），物料守恒：c（Na⁺）=c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）+c（H₂SO₃），则该溶液中SO₃^2-与H₂SO₃浓度的差值[SO₃^2-]-[H₂SO₃]=c（H⁺）-c（OH^-）=（10^-6-10^-8）mol/L，
故答案为：10^-6-10^-8；
（4）①硫元素和氧元素能形成多种酸根离子，其中有一种离子能与盐酸发生氧化还原反应是硫代硫酸根离子和酸反应生成二氧化硫、硫单质和水，反应的离子方程式为：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
②硫酸的第二步电离是不完全的，电离方程式H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-，则Na₂SO₄溶液中硫酸根离子水解生成硫酸氢根离子，促进水的电离平衡正向进行溶液显碱性，故答案为：碱性；
（5）电解亚硫酸钠溶液得到硫酸和氢氧化钠，则 电解时的阳极反应是亚硫酸根离子失电子发生氧化反应生成硫酸根离子，阳极反应方程式为：SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺，
故答案为：SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺．

点评 本题考查了溶度积常数计算、电解质溶液中电荷守恒、物料守恒的分析、氧化还原反应电子守恒的计算、电解池原理等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．