Question

【题目】硫及其化合物在工业上有着广泛的应用．
完成下列填空：
（1）写出工业上以硫磺为原料生产硫酸的第一步反应方程式 ．
（2）工业上用过硫酸钾（K2S2O8）测定钢铁中的锰含量，主要反应如下：
Mn2++S2O82﹣+H2O→ MnO4﹣+SO42﹣+H+
配平该反应方程式，氧化产物是 ．
（3）用电解硫酸氢钾的方法制取过硫酸钾：HSO4﹣在（填：“阳极”或“阴极”）反应生成S2O82﹣ ， 另一极生成氢气，生成0.1mol的S2O82﹣同时可收集到 g氢气．
（4）已知硫酸的第二级电离并不完全：HSO4﹣H++SO42﹣（Ki=1.2×10﹣2）；
在0.1mol/L的硫酸氢钾溶液中大约有30%的HSO4﹣电离，则该溶液中离子浓度由大到小排列第2位的离子是 ， 第4位的离子是 ． 往该溶液中加入硫酸氢钾固体并保持温度不变，则溶液中 （填：“增大”、“减小”或“不变”）
（5）已知：HSO3﹣H++SO32﹣，K=1.02×10﹣7
NH4++H2ONH3H2O+H+ ， K=5.65×10﹣10
往亚硫酸氢铵中加入一定量的氢氧化钡溶液，可能发生的反应离子方程式是（选填编号）．
a．HSO3﹣+Ba2++OH﹣→BaSO3↓+H2O
b．NH4++2HSO3﹣+2Ba2++3OH﹣→2BaSO3↓+2H2O+NH3H2O
c．NH4++HSO3﹣+Ba2++2OH﹣→BaSO3↓+H2O+NH3H2O
d．2NH4++4HSO3﹣+3Ba2++6OH﹣→3BaSO3↓+4H2O+2NH3H2O+SO32﹣ ．

Answer 1

【答案】
（1）S+O2 SO2
（2）2；5；8；2；10；16；MnO4﹣
（3）阳极；0.2
（4）HSO4﹣；SO42﹣；减小
（5）cd
【解析】解：（1）以硫磺为原料生产硫酸的过程为硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，三氧化硫和水反应生成硫酸，第一步反应的化学方程式为：S+O2 SO2 ， 故答案为：S+O2 SO2；（2）反应中锰元素化合价+2价变化为+7价，电子转移5e﹣ ， S2O82﹣中硫元素化合价+7价变化为SO42﹣中 硫元素化合价+6价，电子转移2e﹣ ， 电子转移总数为10e﹣ ， Mn2+前系数，2，S2O82﹣ ， 前系数为5，结合原子守恒、电荷守恒配平书写离子方程式为：2Mn2++5S2O82﹣+8H2O=2MnO4﹣+10SO42﹣+16H+ ， 反应中锰元素化合价+2价变化为+7价，做还原剂被氧化生成氧化产物为MnO4﹣ ， 故答案为：2，5，8，2，10，16，MnO4﹣；（3）用电解硫酸氢钾的方法制取过硫酸钾：阴离子在阳极失电子发生氧化反应，元素化合价分析可知硫元素化合价+6价变化为+7价，化合价升高失电子发生氧化反应生成S2O82﹣ ， HSO4﹣在阳极反应生成S2O82﹣ ， 电极反应为：2HSO4﹣﹣2e﹣═S2O82﹣+2H+ ， 另一极生成氢气，电极反应为2H++2e﹣=H2↑，阳极电子守恒计算，生成0.1mol的S2O82﹣同时，电子转移0.2mol，S2O82﹣～H2↑～2e﹣ ， 可收集到氢气物质的量0.1mol，质量=0.1mol×2g/mol=0.2g，故答案为：阳极，0.2；（4）已知硫酸的第二级电离并不完全，在0.1mol/L的硫酸氢钾溶液中大约有30%的HSO4﹣电离，溶液显酸性，则溶液中离子浓度大小为c（K+）＞c（HSO4﹣）＞c（H+）＞c（SO42﹣）＞c（OH﹣），则该溶液中离子浓度由大到小排列第2位的离子是HSO4﹣ ， 第4位的离子是SO42﹣ ， 往该溶液中加入硫酸氢钾固体并保持温度不变，则溶液中c（HSO4﹣）、c（K+）浓度增大，但对于电离平衡，HSO4﹣H++SO42﹣ ， 硫酸氢根离子只电离不水解，氢离子浓度增大平衡逆向进行，电离程度减小，c（HSO4﹣）增大的多， 比值减小，故答案为：HSO4﹣ ， SO42﹣ ， 减小；（5）已知：HSO3﹣H++SO32﹣K=1.02×10﹣7 ， NH4++H2ONH3H2O+H+ K=5.65×10﹣10 ， 亚硫酸氢根离子电离程度大于一水合氨的电离程度，所以亚硫酸氢铵溶液中滴入氢氧化钡溶液，氢氧根离子先和亚硫酸氢根离子反应，后与铵根离子结合生成一水合氨，反应中氢氧化钡量不同产物不同，不足量的氢氧化钡反应时需要满足化学式的组成比，a．从选项中的离子方程式分析，HSO3﹣+Ba2++OH﹣→BaSO3↓+H2O是氢氧化钡不足量时的反应，只和亚硫酸氢根离子反应，则氢氧化钡电离出的钡离子和氢氧根离子全部反应，需要符合化学式的组成比，正确的应为2HSO3﹣+Ba2++2OH﹣→BaSO3↓+2H2O+SO32﹣ ， 故a错误；b．选项中离子方程式分析，NH4++2HSO3﹣+2Ba2++3OH﹣→2BaSO3↓+2H2O+NH3H2O，电离出2molBa2+ ， 电离出的氢氧根离子为4mol，其中2molOH﹣和2mol亚硫酸氢根离子反应，2molOH﹣和2molNH4+离子反应，正确的反应离子方程式为：NH4++HSO3﹣+Ba2++2OH﹣→BaSO3↓+H2O+NH3H2O，故B错误；
c．依据b分析可知，选项中离子方程式为氢氧化钡和亚硫酸氢铵1：1反应的离子方程式，NH4++HSO3﹣+Ba2++2OH﹣→BaSO3↓+H2O+NH3H2O，故c正确；d.2NH4++4HSO3﹣+3Ba2++6OH﹣→3BaSO3↓+4H2O+2NH3H2O+SO32﹣ ， 分析离子方程式，反应是4molNH4HSO3和3molBa（OH）2的反应，6molOH﹣离子先和4molHSO3﹣反应，剩余 2molOH﹣离子再和2molNH4+离子反应剩余2molNH4+离子生成亚硫酸铵，反应的离子方程式正确，故d正确，故答案为：cd．
（1）以硫磺为原料生产硫酸的过程为硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，三氧化硫和水反应生成硫酸；（2）反应中锰元素化合价+2价变化为+7价，电子转移5e﹣ ， S2O82﹣中硫元素化合价+7价变化为SO42﹣中 硫元素化合价+6价，电子转移2e﹣ ， 结合电子守恒和原子守恒配平书写得到反应的离子方程式，元素化合价升高的做还原剂被氧化，得到氧化产物；（3）用铂电极电解硫酸氢钾溶液，在阳极上生成S2O82﹣ ， HSO4﹣离子在阳极失电子生成S2O82﹣ ， 电极反应为：2HSO4﹣﹣2e﹣═S2O82﹣+2+ ， 结合电极反应电子守恒计算得到生成氢气的质量；（4）已知硫酸的第二级电离并不完全，在0.1mol/L的硫酸氢钾溶液中大约有30%的HSO4﹣电离，溶液显酸性，则溶液中离子浓度大小为c（K+）＞c（HSO4﹣）＞c（H+）＞c（SO42﹣）＞c（OH﹣），往该溶液中加入硫酸氢钾固体并保持温度不变，则溶液中c（HSO4﹣）、c（K+）浓度增大，但对于电离平衡，HSO4﹣H++SO42﹣ ， 硫酸氢根离子只电离不水解，氢离子浓度增大平衡逆向进行，电离程度减小，c（HSO4﹣）增大的多；（5）已知：HSO3﹣H++SO32﹣K=1.02×10﹣7 ， NH4++H2ONH3H2O+H+ K=5.65×10﹣10 ， 亚硫酸氢根离子电离程度大于一水合氨的电离程度，所以亚硫酸氢铵溶液中滴入氢氧化钡溶液，氢氧根离子先和亚硫酸氢根离子反应，后与铵根离子结合生成一水合氨，反应中氢氧化钡量不同产物不同，不足量的氢氧化钡反应时需要满足化学式的组成比，
a．从选项中的离子方程式分析，HSO3﹣+Ba2++OH﹣→BaSO3↓+H2O是氢氧化钡不足量时的反应，只和亚硫酸氢根离子反应，则氢氧化钡电离出的钡离子和氢氧根离子全部反应，需要符合氢氧化钡化学式的组成比，；b．选项中离子方程式分析，NH4++2HSO3﹣+2Ba2++3OH﹣→2BaSO3↓+2H2O+NH3H2O，电离出2molBa2+ ， 电离出的氢氧根离子为4mol，其中2molOH﹣和2mol亚硫酸氢根离子反应，2molOH﹣和2molNH4+离子反应，是氢氧化钡和亚硫酸氢铵1：1恰好完全反应；c．依据b分析可知，选项中离子方程式为氢氧化钡和亚硫酸氢铵1：1反应；d．反应是4molNH4HSO3和3molBa（OH）2的反应，6molOH﹣离子先和4molHSO3﹣反应，剩余 2molOH﹣离子再和2molNH4+离子反应剩余2molNH4+离子生成亚硫酸铵；