题目内容

12.硫的多种化合物在工业中有重要应用.
(1)Na2S2可以做制革工业中原皮的脱毛剂,写出Na2S2的电子式.
(2)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)又称保险粉,可作木浆造纸的漂白剂,其水溶液性质不稳定,有极强的还原性.
①Na2S2O4中S元素的化合价为+3
②将甲酸(HCOOH)和NaOH溶液混合,再通入SO2气体,会得到保险粉,此时甲酸被氧化为CO2,该反应的化学方程式为HCOOH+2SO2+2NaOH=Na2S2O4+CO2+H2O.
③Na2SO4暴露于空气中易吸收氧气和水蒸气而变质,发生反应时,当氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2时,反应的化学方程式为2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3.
(3)铬会造成环境污染,某酸性废水中含有Cr2O72-,处理时可用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)将Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+,再调节pH至8,使铬元素沉降,分离出污泥后测得废水中Cr3+浓度为0.52mg/L,达到排放标准.
①写出Na2S2O5参加反应的离子方程式3S2O52-+2CrO72-+10H+=4Cr3++6SO42-+5H2O.
②处理后的废水中Cr3+的物质的量浓度为1×10-5.
(4)氢硫酸和亚硫酸是两种弱酸,回答下列问题
①0.1mol/L H2SO4与0.2mol/L H2S溶液等体积混合,所得溶液中S2-浓度为10-22mol/L.(已知氢硫酸Ka1=1.0×10-8、Ka2=1.0×10-15,忽略H2S和H2O电离产生的H+)
②已知亚硫酸的Ka1=1.0×102、Ka2=6.0×1013,设计实验证明亚硫酸第一步不完全电离.(可用实验用品:0.1mol/L亚硫酸、0.1mol/L NaHSO3溶液、0.1mol/L Na2SO3溶液,广泛pH试纸、pH计)
操作简述
现象或数据
结论H2SO3第一步不完全电离

分析 (1)Na2S2是离子化合物,硫原子间形成一对共用电子对;
(2)①根据化合价代数和为0分析;
②根据题意,甲酸和NaOH溶液混合,再通入SO2气体,甲酸被氧化为CO2,SO2气体被还原成Na2S2O4,据此书写方程式;
③Na2S2O4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;
(3)①焦亚硫酸钠(Na2S2O5)将Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+,同时焦亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,根据电子守恒和原子守恒书写方程式;
②根据分离出污泥后测得废水中Cr3+浓度为0.52mg/L计算Cr3+的物质的量浓度;
(4)①依据硫化氢的电离平衡常数计算;
②证明亚硫酸第一步电离存在化学平衡,可以测定0.1mol/L亚硫酸溶液PH分析判断.

解答 解:(1)Na2S2是离子化合物,硫原子间形成一对共用电子对,形成的电子式类似过氧化钠的电子式,电子式为:,
 故答案为:;
(2)①因为Na为+1价,O为-2价,根据化合价代数和为0,则S为+3价,
故答案为:+3;
②根据题意,甲酸和NaOH溶液混合,再通入SO2气体,甲酸被氧化为CO2,SO2气体被还原成Na2S2O4,则方程式为HCOOH+2SO2+2NaOH=Na2S2O4+CO2+H2O,
故答案为:HCOOH+2SO2+2NaOH=Na2S2O4+CO2+H2O;
③Na2S2O4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:2,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=2×2×(x-3),解得x=4,又有水蒸气参与反应,所以产物为NaHSO3,反应的化学方程式为:2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3,
故答案为:2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3;
(3)①焦亚硫酸钠(Na2S2O5)将Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+,同时焦亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,其反应的离子方程式为:3S2O52-+2Cr2O72-+10H+=6SO42-+4Cr3++5H2O;
故答案为:3S2O52-+2Cr2O72-+10H+=6SO42-+4Cr3++5H2O;
②分离出污泥后测得废水中Cr3+浓度为0.52mg/L,c(Cr3+)=$\frac{0.52×1{0}^{-3}g/L}{52g/mol}$=1×10-5mol/L;
故答案为:1×10-5;
(4)①H2S?H++HS-,K1=$\frac{c({H}^{+})c(H{S}^{-})}{c({H}_{2}S)}$
HS-?H++S2-,K2=$\frac{c({H}^{+})c({S}^{2-})}{c(H{S}^{-})}$,
K1×K2=$\frac{{c}^{2}({H}^{+})c({S}^{2-})}{c({H}_{2}S)}$,忽略H2S和H2O电离产生的H+,c(H+)=0.1mol/L,c(H2S)=0.1mol/L,
c(S2-)=1.0×10-22,
故答案为:1.0×10-22;
②实验证明亚硫酸第一步不完全电离,可以选择用pH计测定0.1mol/L亚硫酸溶液的pH,若PH>1,说明亚硫酸第一步不完全电离,
答:用pH计测定0.1mol/L亚硫酸溶液的pH,PH>1.

点评 本题考查了物质性质、氧化还原反应、弱电解质电离平衡、平衡常数计算等,掌握基础是解题关键,题目难度中等.

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