Question

5．为探究无机盐X（仅含三种元素，摩尔质量为238g•mol^-1，原子个数比力1：1：4）的组成和性质，设计并完成了如下实验：将11.9gX与水共热，生成一种气体单质和某强酸的酸式盐溶液A．A的焰色反应呈黄色，A中加入足量的BaCl₂溶液，得到 23.3g不溶于稀硝酸的白色沉淀．请回答：
（1）X的组成元素为N_a和S、O（用元素符号表示），其化学式为Na₂S₂O₈．
（2）X氧化能力极强，且对环境友好，可用于脱硫、脱硝．在碱性条件下，X氧化SO₃^2-的离子方程式${S}_{2}{O}_{8}^{2-}+2O{H}^{-}+S{O}_{3}^{2-}=3S{O}_{4}^{2-}+{H}_{2}O$．

Answer 1

分析 （1）X与水共热，生成一种气体单质和某强酸的酸式盐溶液A，A的焰色反应呈黄色，表明A中含有Na⁺，A中加入足量的BaCl₂溶液，得到不溶于稀硝酸的白色沉淀，表明A中含有S，由元素守恒，无机盐X中含有Na和S，结合无机盐仅含三种元素，摩尔质量为238g/mol，原子个数比为1：1：4，假设含有2个Na，2个S，则剩余的8个元素摩尔质量为$\frac{238-2×23-2×32}{8}=16$，则剩余的元素为O，该无机盐X为Na₂S₂O₈，这个叫过二硫酸钠．
（2）X为过二硫酸钠（Na₂S₂O₈），其对应的酸为过二硫酸H₂S₂O₈，看成是由2个磺酸基-SO₃H取代过氧化氢中的两个H而得，因此，过二硫酸中含有过氧键，氧化能力极强，其盐的氧化能力也如此，在碱性条件下，${S}_{2}{O}_{8}^{2-}$也能氧化$S{O}_{3}^{2-}$，产物为$S{O}_{4}^{2-}$，发生的是归中反应．

解答 解：（1）无机盐X与水共热，产生一种气体单质和某强酸的酸式盐A，A的焰色反应呈黄色，表明A中含有Na元素，向A中加入足量的BaCl₂溶液，得到不溶于水的23.3g白色沉淀，可推断为BaSO₄，根据元素守恒，A中含有S，已知无机盐X含有三种元素，X的摩尔质量为238g/mol，原子个数比为1：1：4，不妨把原子个数比看成2：2：8，设一个X中含有2个Na，2个S，则剩余元素的质量为$\frac{238-2×23-2×32}{8}=16$，为O，则可确定无机盐X中含有的三种元素分别为Na，S，O，X的化学式为Na₂S₂O₈．故答案为：S、O，Na₂S₂O₈．
（2）X为Na₂S₂O₈，其中${S}_{2}{O}_{8}^{2-}$的氧化能力极强，在碱性条件下，X氧化$S{O}_{3}^{2-}$，产物为$S{O}_{4}^{2-}$，反应的离子方程式为：${S}_{2}{O}_{8}^{2-}+2O{H}^{-}+S{O}_{3}^{2-}=3S{O}_{4}^{2-}+{H}_{2}O$．故答案为：${S}_{2}{O}_{8}^{2-}+2O{H}^{-}+S{O}_{3}^{2-}=3S{O}_{4}^{2-}+{H}_{2}O$．

点评 本题考查无机物的推断，氧化还原反应方程式的配平，典型阳离子的焰色反应的颜色，氧族元素的性质以及守恒思想的运用，需要有较扎实的元素化学的知识，平时需多积累．题目难度中等，是中档题．