Question

14．硫及其化合物在生产及生活中有着广泛的应用．
（1）硫能形成分子组成不同的多种单质，其中一种分子组成为S₈，它与KOH溶液反应时可得到两种钾盐，其中一种为K₂SO₃，写出该反应的离子方程式：3S₈+48OH^-=24H₂O+16S^2-+8SO₃^2-．
（2）H₂S是一种可燃性气体，与O₂反应时可转化为单质S或者SO₂，标准状况下将2.24L H₂S与2.24L O₂混合于一容积恒定的密闭容器中并引燃，则生成S的物质的量是0.05mol，待温度恢复到原温度时，容器中气体密度是原来的$\frac{64}{33}$倍．
（3）向MnSO₄溶液中加入无色的过二硫酸钾（K₂S₂O₈）可发生反应：（&SrCU可发生反应：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O═2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺，若反应过程中转移5mol电子，则生成MnO₄^-的物质的量为1mol．
（4）焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）是一种常用的食品抗氧化剂，工业上制备Na₂S₂O₅的方法有多种，其中的一种生产工艺流程如图所示．
①操作Ⅱ包括过滤、洗涤和干燥，干搡时需要在还原性气体或惰性气体氛围下进行干燥，其原因是Na₂S₂O₅晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄．
②写出反应釜中反应的化学方程式：2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O．
③在0.01mol•L^-1的CuSO₄溶液中加入等体积0.03mol•L^-1Na₂S溶液，有黑色C_uS沉淀生成，反应后溶液中c（Cu²⁺）=6.3×10^-34．[已知：K_sp（CuS）=6.3×10^-36]．

Answer 1

分析 （1）依据氧化还原反应规律：S₈与氢氧化钠反应生成一种产物亚硫酸钾，硫元素化合价升高，则必有化合价降低产物，应为硫化钠，结合氧化还原反应得失电子守恒书写方程式；
（2）依据方程式：2H₂S+O₂（少量）$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2S+2H₂O，S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂，计算解答；
（3）由反应可知生成MnO₄^-，根据得失电子守恒得出正确结论；
（4）①Na₂S₂O₅晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄；
②反应釜反应方程式为2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O
③反应后溶液中c（S^2-）=0.01mol/L，再根据K_sp（CuS）=6.3×10^-36进行计算c（Cu²⁺）．

解答 解：（1）依据题意可知单质硫与氢氧化钠发生歧化反应生成硫化钠和亚硫酸钠和水，方程式：3S₈+48NaOH=16Na₂S+8Na₂SO₃，离子方程式：3S₈+48OH^-=24H₂O+16S^2-+8SO₃^2-，故答案为：3S₈+48OH^-=24H₂O+16S^2-+8SO₃^2-；
（2）标准状况下将2.24L H₂S与2.24L O₂ 物质的量都是0.1mol，硫化氢与氧气反应先生成硫单质，硫单质再与氧气反应生成二氧化硫，则：
2H₂S+O₂（少量）$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2S+2H₂O，
 2    1              2
 0.1   0.05         0.1
   S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂，
 1     1       1
0.05   0.05    0.05
所以生成硫的物质的量为0.1mol-0.05mol=0.05mol；
反应后气体为二氧化硫，相对分子质量为64，反应前气体为硫化氢与氧气11混合，平均相对分子质量为$\frac{34+32}{2}$=33
依据相同条件下气体密度之比等于摩尔质量质量等于相对分子质量之比，则待温度恢复到原温度时，容器中气体密度是原来的$\frac{64}{33}$倍；
故答案为：0.05mol；$\frac{64}{33}$．
（3）由反应可知生成MnO₄^-，Mn元素化合价由+2价升高为+7价，共升高5价，O元素化合价由-1价降低为-2价，2个O共降低2价，故反应过程中转移5mol电子，则生成MnO₄^-的物质的量为$\frac{5}{5}$=1mol，
故答案为：1mol；
（4）①干燥时需要在还原性气候或惰性气体氛围下，其原因Na₂S₂O₅晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄，
故答案为：Na₂S₂O₅晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄；
②反应釜反应方程式为2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O，
故答案为：2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O；
③反应后溶液中c（S^2-）=0.01mol/L，又知K_sp（CuS）=6.3×10^-36，故c（Cu²⁺）=$\frac{6.3×1{0}^{-36}}{0.01}$=6.3×10^-34
故答案为：6.3×10^-34

点评 本题考查了离子方程式书写，有关方程式的计算，明确硫及其化合物性质，熟悉氧化还原反应得失电子守恒规律是解题关键，题目难度中等．