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9.研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义.
(1)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{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O.
(2)25℃,在0.10mol•L-1 H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH 固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发).
①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=0.043mol•L-1
②某溶液含0.020mol•L-1 Mn2+、0.10mol•L-1 H2S,当溶液pH=5时,Mn2+开始沉淀[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13].
(3)25℃,两种酸的电离平衡常数如表.
Ka1Ka2
H2SO31.3×10-26.3×10-4
H2CO34.2×10-75.6×10-11
①HSO3-的电离平衡常数表达式K=$\frac{c({H}^{+})c(S{{O}_{3}}^{2-})}{c(HS{{O}_{3}}^{-})}$.
②0.10mol•L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+).
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2↑+H2O.

分析 (1)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)①pH=13时,c(S2-)=5.7×10-2mol/L,在0.10mol•L-1H2S溶液中根据硫守恒c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10mol•L-1
②当Qc=Ksp(MnS)时开始沉淀,由此求出硫离子的浓度,结合图象得出此时的pH;
(3)①HSO3-的电离方程式为:HSO3-?H++SO32-,平衡常数表达式为K=$\frac{c({H}^{+})c(S{{O}_{3}}^{2-})}{c(HS{{O}_{3}}^{-})}$;
②Na2SO3溶液显碱性,SO32-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的二级电离大于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-=SO32-+2CO2↑+2H2O.

解答 解:(1)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{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O;
(2)①pH=13时,c(S2-)=5.7×10-2mol/L,在0.10mol•L-1H2S溶液中根据硫守恒c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10mol•L-1,所以c(H2S)+c(HS-)=0.1-5.7×10-2=0.043mol/L,故答案为:0.043;
②当Qc=Ksp(MnS)时开始沉淀,所以c(S2-)=$\frac{Ksp(MnS)}{c(M{n}^{2+})}$=$\frac{2.8×1{0}^{-13}}{0.020}$=1.4×10-11mol/L,结合图象得出此时的pH=5,所以pH=5时锰离子开始沉淀,
故答案为:5;
(3)①HSO3-的电离方程式为:HSO3-?H++SO32-,平衡常数表达式为K=$\frac{c({H}^{+})c(S{{O}_{3}}^{2-})}{c(HS{{O}_{3}}^{-})}$,
故答案为:$\frac{c({H}^{+})c(S{{O}_{3}}^{2-})}{c(HS{{O}_{3}}^{-})}$;
②Na2SO3溶液显碱性,SO32-存在两步水解:SO32-+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(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+),
故答案为:c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+);
③由表可知H2SO3的二级电离大于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-=SO32-+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、沉淀溶解平衡的知识在离子浓度大小比较的应用,题目难度中等.

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