Question

4．氧硫化碳（COS）可替代磷化氫而被用作熏蒸劑．
（1）組成氧硫化碳和磷化氫的各原子中，原子半徑最大的元素在周期表中的位置是第三周期第VA族
（2）下列事實可用于比較C與P兩種元素非金屬性相對強弱的是b（填字母）．
a．最高正化合價：P＞C
b．同溫同濃度的兩溶液的酸性：H₃PO₄＞H₂CO₃
c．沸點：PH₃＞CH₄
（3）氧硫化碳水解及部分應用流程如下（部分產物已略去）：COS$→_{Ⅰ}^{H_{2}O}$H₂S$→_{Ⅱ}^{NaOH溶液}$Na₂S$→_{Ⅲ}^{△}$M溶液+H₂
①已知：常溫下，反應Ⅱ中每吸收1.7g H₂S氣體，反應放出熱量4.76kJ，則該反應的熱化學方程式為H₂S（g）+2NaOH（aq）=Na₂S（aq）+H₂O（l）△H=-95.2KJ/mol②已知M溶液中硫元素的主要存在形式為S₂O₃^2-，則反應Ⅲ中生成S₂O₃^2-的離子方程式為2S^2-+5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-．
③如圖是反應Ⅲ中，在不同反應溫度下，反應時間與H₂產量的關系（Na₂S初始含量為3mmol）．由圖象分析可知，a點時M溶液中除S₂O₃^2-外，還有SO₄^2-（填含硫微粒的離子符號）．

Answer 1

分析 （1）組成氧硫化碳和磷化氫的原子為O、S、P、H，先判斷電子層數，電子層數越多，原子半徑越大；電子層數相同，再根據元素周期律，同周期元素的原子半徑隨著原子序數的增大而減小，主族元素周期數=電子層數，主族序數=最外層電子數；
（2）比較兩種元素的非金屬性強弱，可根據單質之間的置換反應、與氫氣反應的難易程度、氫化物的穩定性以及最高正價氧化物對應水化物酸性強弱；
（3）①依據熱化學方程式書寫方法，標注物質的聚集狀態和對應反應的焓變寫出熱化學方程式；
②依據題干信息：硫離子和水反應生成硫代硫酸根離子和氫氣，依據電荷守恒和原子守恒書寫離子反應方程式；
③根據圖示反應時間與H₂產量的關系，a點時M溶液中除S₂O₃^2-外，還有SO₄^2-．

解答 解：（1）組成氧硫化碳和磷化氫的原子為O、S、P、H，氫元素有1個電子層，氧元素有2個電子層，磷、硫有3個電子層，所以磷、硫的原子半徑大于氫、氧的原子半徑，磷、硫是同周期元素，硫的原子序數大于磷的原子序數，由元素周期律知，磷的原子半徑大于硫的原子半徑，磷最外層為5個電子，處于第三周期第VA族，
故答案為：第三周期第VA族；
（2）比較兩種元素的非金屬性強弱，可根據單質之間的置換反應、與氫氣反應的難易程度、氫化物的穩定性以及最高正價氧化物對應水化物酸性強弱等角度，而最高正化合價、氫化物的沸點高低不能用于比較元素的非金屬性強弱，
故答案為：b；
（3）①反應Ⅱ為硫化氫和氫氧化鈉的反應H₂S+2NaOH=Na₂S+H₂O，1.7g H₂S的物質的量為n=$\frac{m}{M}$=$\frac{17g}{34g/mol}$=0.5mol，反應放出熱量4.76kJ，則1mol硫化氫反應放出95.2KJ的熱量，所以該反應的熱化學方程式為H₂S（g）+2NaOH（aq）=Na₂S（aq）+H₂O（l）△H=-95.2KJ/mol，
故答案為：H₂S（g）+2NaOH（aq）=Na₂S（aq）+H₂O（l）△H=-95.2KJ/mol；
②依據題干信息：硫離子和水反應生成硫代硫酸根離子和氫氣，根據硫原子守恒，產物需有因離子，根據原子守恒，產物還有氫氧根離子，反應為：2S^2-+5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-，
故答案為：2S^2-+5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-；
③反應Ⅲ中，a點360℃時，隨著時間推移，氫氣的量不變，Na₂S初始含量為3mmol，若只發生：2S^2-+5H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$S₂O₃^2-+4H₂↑+2OH^-，生成氫氣：3mmol×$\frac{4}{2}$=6mmol，圖中為9mmol，說明M溶液中除S₂O₃^2-外，還有SO₄^2-，反應為：S^2-+4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₄^2-+4H₂↑，
故答案為：SO₄^2-．

點評 本題考查了原子半徑大小的比較、非金屬性強弱比較、熱反應方程式的書寫、離子反應方程式的書寫等，注意電子層結構相同的離子半徑大小的比較方法．注意元素非金屬性和金屬性的比較角度，題目難度中等．