Question

硫單質及其化合物在工農業(yè)生產中有著重要的應用．

（1）已知25℃時：SO₂（g）+2CO（g）=2CO₂（g）+

1

x

S_x（s）△H=a kJ/mol
2COS（g）+SO₂（g）=2CO₂（g）+

3

x

S_x（s）△H=b kJ/mol．
則COS（g）生成CO（g）與S_x（s）反應的熱化學方程式是

 

．
（2）雄黃（As₄S₄）和雌黃（As₂S₃）是提取砷的主要礦物原料．已知As₂S₃和HNO₃有如下反應：
As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，當生成H₃AsO₄的物質的量為0.6mol反應中轉移電子的數(shù)目為

 

．
（3）向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸至過量．其中H₂S、HS^-、S^2-的分布分數(shù)（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數(shù)）與滴加鹽酸體積的關系如圖1所示（忽略滴加過程H₂S氣體的逸出）．
①B表示

 

．
②滴加過程中，溶液中微粒濃度大小關系，正確的是

 

（填字母）．
a．c（Na⁺）=c（H₂S）+c（HS^-）+2c（S^2-）
b．2c（Na⁺）=c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）
c．c（Na⁺）=3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]
③NaHS溶液呈堿性，當?shù)渭欲}酸至M點時，溶液中各離子濃度由大到小的順序為

 

．
（4）工業(yè)上用硫碘開路循環(huán)聯(lián)產氫氣和硫酸的工藝流程如下所示：

①寫出反應器中發(fā)生反應的化學方程式是

 

．
②電滲析裝置如圖2所示，寫出陽極的電極反應式

 

．該裝置中發(fā)生的總反應的化學方程式是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，利用已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構造出目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數(shù)進行相應的加減；
（2）根據(jù)化合價的升降以及物質的量的情況來計算轉移電子的量；
（3）向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸，鹽酸和氫氧化鈉先反應，然后和硫化鈉反應，結合圖1所示H₂S、HS^-、S^2-的分布分數(shù)進行解答；NaHS的含量先增加后減少；根據(jù)物料守恒可求得滴加過程中，溶液中微粒濃度大小關系；根據(jù)電離平衡和水解規(guī)律可得M點時，溶液中各離子濃度大小關系；
（4）①由工藝流程圖可知，SO₂、I₂、H₂O反應生成H₂SO₄、HI_X，配平書寫方程式；
②由圖2可知，在陰極區(qū)I_x^-轉化為I^-，在陽極區(qū)I_x^-轉化為I₂，陽極區(qū)的H⁺通過交換膜進入陰極區(qū)，得以生成HI溶液，即電解HI_x生成I₂、HI．

解答：解：（1）①SO₂（g）+2CO（g）=2CO₂（g）+

1

x

S_x（s）△H=a kJ/mol；②2COS（g）+SO₂（g）=2CO₂（g）+

3

x

S_x（s）△H=b kJ/mol，由蓋斯定律，0.5x×（②-①）得：xCOS（g）=xCO（g）+S_x（s）△H=0.5x（b-a）kJ/mol，
故答案為：xCOS（g）=xCO（g）+S_x（s）△H=0.5x（b-a）kJ/mol；    
（2）反應As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O中，As元素化合價由As₂S₃+3價升高到H₃AsO₄+5價，S元素化合價由As₂S₃-2價升高到S，0價，若生成2molH₃AsO₄，則反應中轉移電子的物質的量為10mol，若生成0.6molH₃AsO₄，則反應中轉移電子的物質的量為3mol，即3N_A，
故答案為：3N_A；
（3）①向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸，鹽酸和氫氧化鈉先反應，然后和硫化鈉反應，A表示含硫微粒濃度在減小為Na₂S，B先增加后減少為NaHS，C濃度一直在增加為H₂S，
故答案為：HS^-（或NaHS）；  
②向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸，因體積相同，設Na₂S、NaOH各為1mol，則n（Na）=3n（S），溶液中含硫的微粒為HS^-、S^2-、H₂S，則c（Na⁺）=3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]，
故答案為：c； 
③A表示Na₂S，B為NaHS，當?shù)渭欲}酸至M點時，表示兩者含量相等，溶液中c（Na⁺）=3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]，則c（Na⁺）＞c（HS^-），NaHS溶液呈堿性說明其水解大于電離，水解是微弱的所以c（HS^-）＞c（S^2-），硫化鈉為強堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），則c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）①由工藝流程圖可知，SO₂、I₂、H₂O反應生成H₂SO₄、HI_X，反應方程式為：SO₂+xI₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI_X，故答案為：SO₂+xI₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI_X；
②由圖2可知，在陰極區(qū)I_x^-轉化為I^-，在陽極區(qū)I_x^-轉化為I₂，所以陽極區(qū)發(fā)生的反應為：2I_x^--2e^-=xI₂，H⁺通過交換膜進入陰極區(qū)，得以生成HI溶液，即電解HI_x生成I₂、HI，反應方程式為：2HI_x═（x-1）I₂+2HI，故答案為：2I_x^--2e^-=xI₂；2HI_x=（x-1）I₂+2HI．

點評：本題以工業(yè)上用硫碘開路循環(huán)聯(lián)產氫氣和硫酸工藝為載體，考查蓋斯定律計算、離子濃度大小比較、電解原理等，側重于學生的分析能力的考查，為高考常見題型，題目難度中等，注意利用守恒思想比較溶液中微粒濃度大小．