Question

14．硫及其化合物在生產及生活中有著廣泛的應用．
（1）硫能形成分子組成不同的多種單質，其中一種分子組成為S₈，它與KOH溶液反應時可得到兩種鉀鹽，其中一種為K₂SO₃，寫出該反應的離子方程式：3S₈+48OH^-=24H₂O+16S^2-+8SO₃^2-．
（2）H₂S是一種可燃性氣體，與O₂反應時可轉化為單質S或者SO₂，標準狀況下將2.24L H₂S與2.24L O₂混合于一容積恒定的密閉容器中并引燃，則生成S的物質的量是0.05mol，待溫度恢復到原溫度時，容器中氣體密度是原來的$\frac{64}{33}$倍．
（3）向MnSO₄溶液中加入無色的過二硫酸鉀（K₂S₂O₈）可發生反應：（&SrCU可發生反應：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O═2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺，若反應過程中轉移5mol電子，則生成MnO₄^-的物質的量為1mol．
（4）焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）是一種常用的食品抗氧化劑，工業上制備Na₂S₂O₅的方法有多種，其中的一種生產工藝流程如圖所示．
①操作Ⅱ包括過濾、洗滌和干燥，干搡時需要在還原性氣體或惰性氣體氛圍下進行干燥，其原因是Na₂S₂O₅晶體在空氣中被氧化生成Na₂SO₄．
②寫出反應釜中反應的化學方程式：2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O．
③在0.01mol•L^-1的CuSO₄溶液中加入等體積0.03mol•L^-1Na₂S溶液，有黑色C_uS沉淀生成，反應后溶液中c（Cu²⁺）=6.3×10^-34．[已知：K_sp（CuS）=6.3×10^-36]．

Answer 1

分析 （1）依據氧化還原反應規律：S₈與氫氧化鈉反應生成一種產物亞硫酸鉀，硫元素化合價升高，則必有化合價降低產物，應為硫化鈉，結合氧化還原反應得失電子守恒書寫方程式；
（2）依據方程式：2H₂S+O₂（少量）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2S+2H₂O，S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂，計算解答；
（3）由反應可知生成MnO₄^-，根據得失電子守恒得出正確結論；
（4）①Na₂S₂O₅晶體在空氣中被氧化生成Na₂SO₄；
②反應釜反應方程式為2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O
③反應后溶液中c（S^2-）=0.01mol/L，再根據K_sp（CuS）=6.3×10^-36進行計算c（Cu²⁺）．

解答 解：（1）依據題意可知單質硫與氫氧化鈉發生歧化反應生成硫化鈉和亞硫酸鈉和水，方程式：3S₈+48NaOH=16Na₂S+8Na₂SO₃，離子方程式：3S₈+48OH^-=24H₂O+16S^2-+8SO₃^2-，故答案為：3S₈+48OH^-=24H₂O+16S^2-+8SO₃^2-；
（2）標準狀況下將2.24L H₂S與2.24L O₂ 物質的量都是0.1mol，硫化氫與氧氣反應先生成硫單質，硫單質再與氧氣反應生成二氧化硫，則：
2H₂S+O₂（少量）$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2S+2H₂O，
 2    1              2
 0.1   0.05         0.1
   S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂，
 1     1       1
0.05   0.05    0.05
所以生成硫的物質的量為0.1mol-0.05mol=0.05mol；
反應后氣體為二氧化硫，相對分子質量為64，反應前氣體為硫化氫與氧氣11混合，平均相對分子質量為$\frac{34+32}{2}$=33
依據相同條件下氣體密度之比等于摩爾質量質量等于相對分子質量之比，則待溫度恢復到原溫度時，容器中氣體密度是原來的$\frac{64}{33}$倍；
故答案為：0.05mol；$\frac{64}{33}$．
（3）由反應可知生成MnO₄^-，Mn元素化合價由+2價升高為+7價，共升高5價，O元素化合價由-1價降低為-2價，2個O共降低2價，故反應過程中轉移5mol電子，則生成MnO₄^-的物質的量為$\frac{5}{5}$=1mol，
故答案為：1mol；
（4）①干燥時需要在還原性氣候或惰性氣體氛圍下，其原因Na₂S₂O₅晶體在空氣中被氧化生成Na₂SO₄，
故答案為：Na₂S₂O₅晶體在空氣中被氧化生成Na₂SO₄；
②反應釜反應方程式為2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O，
故答案為：2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O；
③反應后溶液中c（S^2-）=0.01mol/L，又知K_sp（CuS）=6.3×10^-36，故c（Cu²⁺）=$\frac{6.3×1{0}^{-36}}{0.01}$=6.3×10^-34
故答案為：6.3×10^-34

點評 本題考查了離子方程式書寫，有關方程式的計算，明確硫及其化合物性質，熟悉氧化還原反應得失電子守恒規律是解題關鍵，題目難度中等．