Question

3．研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义．
（1）①硫离子的结构示意图为．
②加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O．
（2）25℃，两种酸的电离平衡常数如下表：

	Ka1	Ka2
H2SO3	1.3×10-2	6.3×10-8
H2CO3	4.2×10-7	5.6×10-11

①HSO₃^-的电离平衡常数表达式K=$\frac{c（S{{O}_{3}}^{2-}）c（{H}^{+}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$．
②0.10mol•L^-1Na₂SO₃溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）．
③H₂SO₃溶液和NaHCO₃溶液反应的离子方程式为H₂SO₃+HCO₃^-=HSO₃^-+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）①S是16号元素．S原子获得2个电子变为S^2-，硫离子的结构示意图为：；
②加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液是浓硫酸与木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水；
（2）①HSO₃^-的电离方程式为：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，平衡常数表达式为K=$\frac{c（S{{O}_{3}}^{2-}）c（{H}^{+}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$；
②Na₂SO₃溶液显碱性，SO₃^2-存在两步水解，以第一步水解为主，水解程度较小，据此判断离子浓度关系；
③由表可知H₂SO₃的二级电离小于H₂CO₃的一级电离，则酸性强弱H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-，所以反应的主要离子方程式为H₂SO₃+HCO₃^-=HSO₃^-+CO₂↑+H₂O，而不是为H₂SO₃+2HCO₃^-=SO₃^2-+2CO₂↑+2H₂O．

解答 解：（1）①S是16号元素．S原子获得2个电子变为S^2-，硫离子的结构示意图为：，故答案为：；
②加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液是浓硫酸与木炭反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，反应的方程式为：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，故答案为：C+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（2）①HSO₃^-的电离方程式为：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，平衡常数表达式为K=$\frac{c（S{{O}_{3}}^{2-}）c（{H}^{+}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$，
故答案为：$\frac{c（S{{O}_{3}}^{2-}）c（{H}^{+}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$；
②Na₂SO₃溶液显碱性，SO₃^2-存在两步水解：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，以第一步水解为主，水解程度较小，则0.1mol/L Na₂SO₃溶液中的离子浓度顺序为：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺），故答案为：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）；
③由表可知H₂SO₃的二级电离小于H₂CO₃的一级电离，所以酸性强弱H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-，所以反应的主要离子方程式为H₂SO₃+HCO₃^-=HSO₃^-+CO₂↑+H₂O，而不是为H₂SO₃+2HCO₃^-=SO₃^2-+2CO₂↑+2H₂O，
故答案为：H₂SO₃+HCO₃^-=HSO₃^-+CO₂↑+H₂O．

点评 本题考查元素原子结构示意图的书写、物质性质的化学方程式书写、盐的水解平衡、弱电解质电离平衡的知识在离子浓度大小比较的应用，题目难度中等．