Question

10．硫及其化合物有广泛应用．
（1）硫元素在周期表中的位置是第三周期ⅥA族．
（2）硒（₃₄Se）与硫在元素周期表中位于同一主族．下列说法正确的是cd．
a．沸点：H₂Se＞H₂S＞H₂O          
b．H₂Se比H₂S稳定性强
c．Se的原子半径比S原子大      
d．SeO₂和SO₂含有的化学键类型相同
（3）SO₂可用于制H₂SO₄．已知25℃、101kPa时：
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₁=-545kJ/mol
H₂O（g）=H₂O（l）△H₂=-44kJ/mol
SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H₃=-130kJ/mol
则2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-197kJ/mol．
（4）为研究H₂SO₄生产中SO₂催化氧化时温度对SO₂平衡转化率的影响，进行如下试验．取100L原料气（体积分数为SO₂ 7%、O₂ 11%、N₂ 82%）使之发生反应，在101kPa下达到平衡，得到如下数据：

温度/℃	500	525	550	575	600
平衡转化率/%	93.5	90.5	85.6	80.0	73.7

根据上述数据，达平衡态时N₂的体积分数随着温度升高而减小（填“增大”、“减小”或“不变”）；575℃达平衡时，SO₃的体积分数为5.8%（保留一位小数）．
（5）废气中的SO₂可用NaOH溶液吸收，吸收SO₂后的碱性溶液还可用于Cl₂的尾气处理，吸收Cl₂后的溶液仍呈强碱性．
①吸收Cl₂后的溶液中一定存在的阴离子有OH^-、SO₄^2-、Cl^-．
②吸收Cl₂后的溶液中可能存在SO₃^2-，取该溶液于试管中，滴加黄色的溴水，得到无色溶液．此实验不能证明溶液中含有SO₃^2-，理由是NaOH溶液能跟溴单质反应，使溶液呈无色．

Answer 1

分析 （1）S的原子结构为，电子层数等于周期数，最外层电子数等于族序数；
（2）硒（₃₄Se）与硫在元素周期表中位于同一主族，性质相似，非金属性S＞Se；
（3）①2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₁=-545kJ/mol
②H₂O（g）=H₂O（l）△H₂=-44kJ/mol
③SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H₃=-130kJ/mol
由盖斯定律可知，①-②×2-③×2得到2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），以此计算△H；
（4）由数据可知，温度越高，转化率越低；575℃达平衡时，SO₂平衡转化率为80%，则
     2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
开始  7        11
转化 5.6       2.8     5.6
平衡 1.4        8.2     5.6
总体积为100-5.6-2.8+5.6=97.2L；
（5）氯气具有强氧化性，SO₃^2-中+4价的硫具有还原性，氯气与SO₃^2-会发生氧化还原反应；溶液显碱性时能与溴水反应，不能确定溴水与SO₃^2-会发生氧化还原反应．

解答 解：（1）S的原子结构为，则S位于第三周期ⅥA族，故答案为：第三周期ⅥA族；
（2）a．水中含氢键，沸点最高，则沸点：H₂O＞H₂Se＞H₂S，故a错误；
b．非金属性S＞Se，则H₂Se比H₂S稳定性弱，故b错误；
c．同主族，原子序数大的原子半径大，则Se的原子半径比S原子大，故c正确；
d．SeO₂和SO₂含有共价键，化学键类型相同，故d正确；
故答案为：c d；
（3）（3）①2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₁=-545kJ/mol
②H₂O（g）=H₂O（l）△H₂=-44kJ/mol
③SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H₃=-130kJ/mol
由盖斯定律可知，①-②×2-③×2得到2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），则△H=（-545kJ/mol）-（-44kJ/mol）×2-（-130kJ/mol）×2=-197kJ/mol，
故答案为：-197；
（4）由数据可知，温度越高，转化率越低，则该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，总体积变大，则达平衡态时N₂的体积分数随着温度升高而减小；
575℃达平衡时，SO₂平衡转化率为80%，则
    2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
开始 7       11
转化 5.6     2.8      5.6
平衡 1.4     8.2      5.6
总体积为100-5.6-2.8+5.6=97.2L；
SO₃的体积分数为$\frac{5.6}{97.2}$×100%=5.8%，
故答案为：减小； 5.8；
（5）①吸收SO₂后的碱性溶液还可用于Cl₂的尾气处理，亚硫酸钠与氯气发生氧化还原反应生成硫酸钠和盐酸，则吸收Cl₂后的溶液中一定存在的阴离子有OH^-、SO₄^2-、Cl^-，故答案为：SO₄^2-、Cl^-；
②滴加黄色的溴水，得到无色溶液．此实验不能证明溶液中含有SO₃^2-，理由是NaOH溶液能跟溴单质反应，使溶液呈无色，故答案为：NaOH溶液能跟溴单质反应，使溶液呈无色．

点评 本题考查较综合，涉及化学平衡计算、盖斯定律计算、氧化还原反应及同族元素的性质等，综合性较强，侧重分析与应用能力及化学反应原理的考查，题目难度中等．