Question

Y是短周期元素組成的單質，為淡黃色固體．Z是一種化合物，焰色反應呈黃色，0.1mol?L^-1 Z的水溶液pH=13；C、Y、D都含同一種元素，且此元素化合價依次升高．C、D的水溶液均顯堿性．
I、寫出Y與Z反應的離子方程式：______．
II、某同學在精確測試D溶液的pH操作時，遇到了困惑．
[實驗操作]
①準確稱取純凈的Na₂SO₃?7H₂O晶體25.20g，配成1L水溶液，測得其pH=7.8．
②再次準確稱取25.20g上述晶體，繼而隔絕空氣600℃以上高溫下強熱至恒重．
③將②所得12.60g固體進行分析，組成與D無異．將其溶于水測得pH=10.3．
[查閱資料]
①H₂S的電離常數（25℃）　 K₁=1.3×10^-7　K₂=7.1×10^-15
②H₂SO₃的電離常數（25℃）　 K₁=1.3×10^-2　K₂=6.2×10^-8
[分析猜想]D?7H₂O在強熱下失去結晶水，進而發生了分解反應（自身氧化還原反應）
[交流討論]
（1）判斷實驗操作②中隔絕空氣強熱至“恒重”的依據______．
（2）猜想D在高溫強熱下發生分解反應的化學方程式是______．
（3）實驗操作①和③中，兩次測得的溶液pH相差明顯，其合理的解釋是______．
（4）請你設計簡單的實驗方案，驗證猜想的正確性．簡單敘述實驗步驟、現象和結論．______．

Answer 1

解：Y為短周期淡黃色固體單質，應為S，Z為NaOH，C為Na₂S，D為Na₂SO₃，則
I．S在堿性條件下自身發生氧化還原反應，反應的離子方程式為3S+6OH^-=2S^2-+SO₃^2-+3H₂O，
故答案為：3S+6OH^-=2S^2-+SO₃^2-+3H₂O；
II．（1）將固體加熱至恒重，固體的質量不變，可兩次稱量固體的質量，判斷是否不變，具體做法是隔絕空氣600以上高溫下強熱，放入干燥器中冷卻至室溫后稱量，重復該操作，直至兩次稱量結果保持不變，
故答案為：隔絕空氣600以上高溫下強熱，放入干燥器中冷卻至室溫后稱量，重復該操作，直至兩次稱量結果保持不變；
（2）Na₂SO₃在高溫條件下自身發生氧化還原反應：4Na₂SO₃Na₂S+3Na₂SO₄，
故答案為：4Na₂SO₃Na₂S+3Na₂SO₄；
（3）由于酸性：H₂SO₃＞H₂S，相同條件下，S^2-水解程度大于SO₃^2-，溶液的堿性強，
故答案為：實驗③的溶液中可能有Na₂S，相同條件下，S^2-水解程度大于SO₃^2-，溶液的堿性強；
（4）Na₂SO₃在高溫條件下自身發生氧化還原反應生成Na₂S和Na₂SO₄，可取固體配成溶液，向其中加稀H₂SO₄，如有腐蛋氣味氣體生成，則證明有S^2-，另取溶液適量于試管中，加入HCl酸化的BaCl₂，如有白色沉淀生成，證明有SO₄^2-．
故答案為：取③溶液適量于試管中，向其中加稀H₂SO₄，如有腐蛋氣味氣體生成，則證明有S^2-；另取③中溶液適量于試管中，加入HCl酸化的BaCl₂，如有白色沉淀生成，證明有SO₄^2-．
分析：Y為短周期淡黃色固體單質，應為S，Z是一種化合物，焰色反應呈黃色，應含有Na元素，0.1mol?L^-1Z的水溶液pH=13，說明為一元強堿，則Z為NaOH，二者發生：3S+6OH^-=2S^2-+SO₃^2-+3H₂O，則C、Y、D都含同一種元素，且此元素化合價依次升高，則C為Na₂S，D為Na₂SO₃，在酸性條件下發生反應：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=2S↓+3H₂O，由于酸性：H₂SO₃＞H₂S，相同條件下，S^2-水解程度大于SO₃^2-，在高溫條件下自身發生氧化還原反應：4Na₂SO₃Na₂S+3Na₂SO₄，以此解答該題．
點評：本題考查無機物的推斷和物質的組成探究，題目難度中等，本題注意把握S的單質及其化合物的性質，注意根據物質的性質選擇實驗方案．