Question

14．鄭州一中是一所具有豐厚的歷史積淀、獨特的精神內(nèi)涵，以關注學生智慧與靈魂為學校文化內(nèi)核，充滿創(chuàng)新精神，能夠培養(yǎng)具有國際視野的拔尖人才，擁有核心競爭力的國內(nèi)名校．目前一中教育集團包含小學部、初中部、高中部三個學部的十余所學校．學校以主體課堂教學為載體，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力為目標，在教學活動中特別注重學生科學素養(yǎng)的提升，如對于I A和ⅥA族重要元素化合物的性質(zhì)，各校區(qū)根據(jù)實際情況開展了豐富多彩的探究活動．
（1）附屬小學同學在科學課堂上做了如下兩個探究實驗：
①用如圖裝置探究硫與純氧的反應，實驗中產(chǎn)生了明亮的藍紫色火焰，該反應的化學方程式為S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂．
②常溫下，將2mol/L的AgNO₃溶液與0.5mol/L的Na₂S溶液等體積混合，生成了黑色沉淀，計算此時溶液中硫離子濃度[S^2-]=2.52×10^-49mol/L． （已知常溫下K_sp[Ag₂S]=6.3×10^-50）
（2）桐柏校區(qū)初中部同學在化學課上學到，硫元素在化合物中通常顯-2價，但李華發(fā)現(xiàn)某教輔中出現(xiàn)了 Na₂S₂這種物質(zhì)，認為可能是教輔印刷錯誤；趙老師告知李華，不但有Na₂S₂，還有Na₂S₃，Na₂S_x等多種物質(zhì)．
①已知化合物Na₂S₃中，各原子（或離子）最外層均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Na₂S₃的電子式為．
②多硫化鈉Na₂S_x （x≥2）在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na₂SO₄，反應中Na₂S_x 與NaClO的物質(zhì)的量之比為1：16，則x=5．
（3）龍湖校區(qū)化學研究小組同學探究溶液中離子濃度的計算：已知常溫下，某亞硫酸氫鈉溶液pH=6，則該溶液中SO₃^2-與H₂SO₃濃度的差值[SO₃^2-]-[H₂SO₃]=10^-6-10^-8mol/L．（填準確值）
（4）桐柏校區(qū)同學查閱資料后發(fā)現(xiàn)：
①硫元素和氧元素能形成多種酸根離子，其中有一種離子能與鹽酸發(fā)生氧化還原反應，該反應常用于反應速率的測定實驗中，則該反應的離子方程式為S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
②硫酸的第二步電離是不完全的，則Na₂SO₄溶液顯堿性．（填“酸”、“中”或“堿”）
（5）中原校區(qū)同學設計實驗，利用雙層膜法電解亞硫酸鈉溶液得到硫酸和氫氧化鈉，則 電解時的陽極反應方程式為SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）①硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫；
②將2mol/L的AgNO₃溶液與0.5mol/L的Na₂S溶液等體積混合，AgNO₃過量，根據(jù)反應后溶液中銀離子濃度結(jié)合K_sp[Ag₂S]計算；
（2）①硫原子之間形成一個共用電子對，硫離子與鈉離子之間以離子鍵結(jié)合；
②Na₂S_x 失電子，NaClO得電子，根據(jù)得失電子守恒計算；
（3）已知常溫下，某亞硫酸氫鈉溶液pH=6，溶液顯酸性，溶液中存在電荷守恒和物料守恒，據(jù)此計算得到；
（4）①硫元素和氧元素能形成多種酸根離子，其中有一種離子能與鹽酸發(fā)生氧化還原反應是硫代硫酸根離子和酸反應生成二氧化硫、硫單質(zhì)和水；
②硫酸的第二步電離是不完全的，則Na₂SO₄溶液中硫酸根離子水解生成硫酸氫根離子，促進水的電離平衡正向進行溶液顯堿性；
（5）利用雙層膜法電解亞硫酸鈉溶液得到硫酸和氫氧化鈉，則 電解時的陽極反應是亞硫酸根離子失電子發(fā)生氧化反應生成硫酸根離子．

解答 解：（1）①硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫，反應的化學方程式為：S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂，故答案為：S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂；
②將2mol/L的AgNO₃溶液與0.5mol/L的Na₂S溶液等體積混合，AgNO₃過量，設溶液體積為1L，則反應2Ag⁺+S^2-=Ag₂S↓后溶液中銀離子濃度c（Ag⁺）=0.5mol/L，常溫下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，
故答案為：2.52×10^-49mol/L；
（2）①化合物Na₂S₃中，各原子（或離子）最外層均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，硫原子間分別形成一對共用電子對，和鈉離子鍵形成離子鍵，電子式為，故答案為：；
②多硫化鈉Na₂S_x （x≥2）在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na₂SO₄，氯元素化合價+1價變化為-1價，ClO^-～Cl^-～2e^-，硫元素化合價變化為：Na₂S_x～xSO₄^2-～（6x+2）e-，反應中Na₂S_x 與NaClO的物質(zhì)的量之比為1：16，電子守恒得到16×2=1×（6x+2），
x=5，
故答案為：5；
（3）某亞硫酸氫鈉溶液pH=6，溶液中存在電荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），物料守恒：c（Na⁺）=c（HSO₃^-）+c（SO₃^2-）+c（H₂SO₃），則該溶液中SO₃^2-與H₂SO₃濃度的差值[SO₃^2-]-[H₂SO₃]=c（H⁺）-c（OH^-）=（10^-6-10^-8）mol/L，
故答案為：10^-6-10^-8；
（4）①硫元素和氧元素能形成多種酸根離子，其中有一種離子能與鹽酸發(fā)生氧化還原反應是硫代硫酸根離子和酸反應生成二氧化硫、硫單質(zhì)和水，反應的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
②硫酸的第二步電離是不完全的，電離方程式H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-，則Na₂SO₄溶液中硫酸根離子水解生成硫酸氫根離子，促進水的電離平衡正向進行溶液顯堿性，故答案為：堿性；
（5）電解亞硫酸鈉溶液得到硫酸和氫氧化鈉，則 電解時的陽極反應是亞硫酸根離子失電子發(fā)生氧化反應生成硫酸根離子，陽極反應方程式為：SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺，
故答案為：SO₃^2--2e^-+H₂O=SO₄^2-+2H⁺．

點評 本題考查了溶度積常數(shù)計算、電解質(zhì)溶液中電荷守恒、物料守恒的分析、氧化還原反應電子守恒的計算、電解池原理等知識點，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．