Question

1．Ⅰ．反应物与生成物有：浓H₂SO₄、K₂S、K₂SO₄、SO₂、H₂O和一种未知物质X．
（1）已知K₂S在反应中失去电子，则该反应的氧化剂是浓H₂SO₄．
（2）已知0.5molK₂S在反应中失去1mol电子生成X，则X的化学式为S．
（3）将氧化剂和还原剂及其配平后系数填入下列空格中，并标出电子转移的方向和数目：
□+□
（4）若反应中浓H₂SO₄过量，则 产物中无X生成，请完成此化学反应方程式：4H₂SO₄（浓）+K₂S=K₂SO₄+4SO₂↑+4H₂O．
Ⅱ．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，X和Y同主族，Y和Z同周期，Y与Z能形成离子个数比为1﹕1的离子化合物A，X与Z能形成原子个数比为1﹕1的共价化合物B，它们之间能实现如图甲所示转化（部分产物已略去）：

（1）Y在周期表的位置是第三周期第IA族；
（2）反应①的化学方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑．
（3）D溶液呈碱性的原因是（用离子方程式表示）ClO^-+H₂O?HClO+OH^-．
D是很多漂白剂中含有的有效成分，这些产品不能与洁厕灵（含有有机酸和无机酸）一起使用，其原因就是在常温时能发生与反应②相似的反应．某校的学生在实验室利用反应②的原理来制备纯净、干燥的Z₂，仪器装置如图乙所示（夹持固定装置的仪器已略去）．
（4）写出反应②的离子方程式ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O．
（5）上述实验装置不够完善，改进方法是在a、b装置之间加一盛有饱和食盐水（或水）的洗气瓶，除去HCl．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）已知K₂S在反应中失去电子硫元素化合价升高，则该反应的氧化剂为浓硫酸，硫元素化合价降低；
（2）已知0.5molK₂S在反应中失去1mol电子生成X，浓硫酸被还原为二氧化硫，结合电子守恒计算分析硫元素化合价；
（3）计算得到K₂S被氧化为S，浓硫酸被还原为SO₂，电子转移依据元素化合价变化计算得到2e^-；
（4）若反应中浓H₂SO₄过量产物中无S生成，说明硫化钾被氧化为二氧化硫；
Ⅱ、短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，Y与Z能形成离子个数比为1：1的离子化合物A，电解A溶液可得X₂、Z₂单质及C，有三种物质生成，其中两种单质，为双原子分子，应为电解水与电解质型的电解，则A为盐溶液，该盐溶液盐的阳离子不能放电，酸根离子放电，则A可能为NaCl，则Y为钠元素，Z为氯元素；X和Y同主族，且X的原子序数较小，X与Z能形成原子个数比为1：1的共价化合物，则X为氢元素．
若A为NaCl，电解NaCl溶液可得H₂、Cl₂单质及NaOH，H₂与Cl₂反应生成HCl，即B为HCl，氯气能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，则X₂ 为H₂，Z₂为Cl₂，次氯酸钠能与HCl反应生成氯气，故符合题意．
所以X为氢元素，Y为钠元素，Z为氯元素；X₂ 为H₂，Z₂为Cl₂，B为HCl，C为NaOH，D为NaClO；
（1）Y为Na元素，在第三周期，第IA族；Z₂为Cl₂，各原子为8电子结构，原子间含有一个共用电子对；
（2）电解氯化钠溶液生成H₂、Cl₂及NaOH；
（3）D溶液呈碱性的原因是次氯酸根离子水解生成次氯酸和氢氧根离子，溶液显碱性；
（4）反应②是盐酸与次氯酸钠反应；
（5）没有除去氯气中的氯化氢；

解答 解：Ⅰ、（1）反应物与生成物有：浓H₂SO₄、K₂S、K₂SO₄、SO₂、H₂O和一种未知物质X，已知K₂S在反应中失去电子硫元素化合价升高，则该反应的氧化剂为浓硫酸，硫元素化合价降低，
故答案为：浓硫酸；
（2）已知0.5molK₂S在反应中失去1mol电子生成X硫元素化合价为x，浓硫酸被还原为二氧化硫，结合电子守恒计算分析硫元素化合价，[x-（-2）]×0.5mol=1，x=0，则生成的X为S，
故答案为：S；
（3）计算得到K₂S被氧化为S，浓硫酸被还原为SO₂，电子转移依据元素化合价变化和电子守恒计算得到2e^-，则氧化剂为浓硫酸和还原剂为K₂S，配平后系数填入空格中，标出电子转移的方向和数目为：，
故答案为：；
（4）若反应中浓H₂SO₄过量产物中无S生成，同种元素不同价态间发生氧化还原反应最大程度发生归中反应，说明硫化钾被氧化为二氧化硫，反应的化学方程式为：4H₂SO₄（浓）+K₂S=K₂SO₄+4SO₂↑+4H₂O，
故答案为：4H₂SO₄（浓）+K₂S=K₂SO₄+4SO₂↑+4H₂O；
Ⅱ、短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，Y与Z能形成离子个数比为1：1的离子化合物A，电解A溶液可得X₂、Z₂单质及C，有三种物质生成，其中两种单质，为双原子分子，应为电解水与电解质型的电解，则A为盐溶液，该盐溶液盐的阳离子不能放电，酸根离子放电，则A可能为NaCl，则Y为钠元素，Z为氯元素；X和Y同主族，且X的原子序数较小，X与Z能形成原子个数比为1：1的共价化合物，则X为氢元素．
若A为NaCl，电解NaCl溶液可得H₂、Cl₂单质及NaOH，H₂与Cl₂反应生成HCl，即B为HCl，氯气能与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，则X₂ 为H₂，Z₂为Cl₂，次氯酸钠能与HCl反应生成氯气．故符合题意．
所以X为氢元素，Y为钠元素，Z为氯元素；X₂ 为H₂，Z₂为Cl₂，B为HCl，C为NaOH，D为NaClO．
（1）Y为Na元素，原子核外有3个电子层，最外层有1个电子，处于周期表第三周期第IA族，
故答案为：第三周期第IA族；
（2）反应①为电解氯化钠溶液，生成氢气、氯气与氢氧化钠，反应的化学方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（3）D溶液呈碱性的原因是次氯酸根离子水解生成次氯酸和氢氧根离子，溶液显碱性，反应的离子方程式为：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
故答案为：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
（4）反应②是盐酸与次氯酸钠反应，生成氯化钠、氯气与水，反应的离子方程式为ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，
故答案为：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（5）由于盐酸具有挥发性，上述实验装置制取的氯气中含有氯化氢，应在a、b装置之间加一盛有饱和食盐水的洗气瓶，除去HCl，
故答案为：在a、b装置之间加一盛有饱和食盐水（或水）的洗气瓶，除去HCl；

点评 本题考查了物质性质的分析，氧化还原反应电子转移、产物分析判断，离子方程式书写方法，实验基本操作，掌握基础是关键，题目难度中等．