Question

1．Ⅰ．反應物與生成物有：濃H₂SO₄、K₂S、K₂SO₄、SO₂、H₂O和一種未知物質X．
（1）已知K₂S在反應中失去電子，則該反應的氧化劑是濃H₂SO₄．
（2）已知0.5molK₂S在反應中失去1mol電子生成X，則X的化學式為S．
（3）將氧化劑和還原劑及其配平后系數填入下列空格中，并標出電子轉移的方向和數目：
□+□
（4）若反應中濃H₂SO₄過量，則 產物中無X生成，請完成此化學反應方程式：4H₂SO₄（濃）+K₂S=K₂SO₄+4SO₂↑+4H₂O．
Ⅱ．短周期元素X、Y、Z的原子序數依次增大，X和Y同主族，Y和Z同周期，Y與Z能形成離子個數比為1﹕1的離子化合物A，X與Z能形成原子個數比為1﹕1的共價化合物B，它們之間能實現如圖甲所示轉化（部分產物已略去）：

（1）Y在周期表的位置是第三周期第IA族；
（2）反應①的化學方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑．
（3）D溶液呈堿性的原因是（用離子方程式表示）ClO^-+H₂O?HClO+OH^-．
D是很多漂白劑中含有的有效成分，這些產品不能與潔廁靈（含有有機酸和無機酸）一起使用，其原因就是在常溫時能發生與反應②相似的反應．某校的學生在實驗室利用反應②的原理來制備純凈、干燥的Z₂，儀器裝置如圖乙所示（夾持固定裝置的儀器已略去）．
（4）寫出反應②的離子方程式ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O．
（5）上述實驗裝置不夠完善，改進方法是在a、b裝置之間加一盛有飽和食鹽水（或水）的洗氣瓶，除去HCl．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）已知K₂S在反應中失去電子硫元素化合價升高，則該反應的氧化劑為濃硫酸，硫元素化合價降低；
（2）已知0.5molK₂S在反應中失去1mol電子生成X，濃硫酸被還原為二氧化硫，結合電子守恒計算分析硫元素化合價；
（3）計算得到K₂S被氧化為S，濃硫酸被還原為SO₂，電子轉移依據元素化合價變化計算得到2e^-；
（4）若反應中濃H₂SO₄過量產物中無S生成，說明硫化鉀被氧化為二氧化硫；
Ⅱ、短周期元素X、Y、Z的原子序數依次增大，Y與Z能形成離子個數比為1：1的離子化合物A，電解A溶液可得X₂、Z₂單質及C，有三種物質生成，其中兩種單質，為雙原子分子，應為電解水與電解質型的電解，則A為鹽溶液，該鹽溶液鹽的陽離子不能放電，酸根離子放電，則A可能為NaCl，則Y為鈉元素，Z為氯元素；X和Y同主族，且X的原子序數較小，X與Z能形成原子個數比為1：1的共價化合物，則X為氫元素．
若A為NaCl，電解NaCl溶液可得H₂、Cl₂單質及NaOH，H₂與Cl₂反應生成HCl，即B為HCl，氯氣能與氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉，則X₂ 為H₂，Z₂為Cl₂，次氯酸鈉能與HCl反應生成氯氣，故符合題意．
所以X為氫元素，Y為鈉元素，Z為氯元素；X₂ 為H₂，Z₂為Cl₂，B為HCl，C為NaOH，D為NaClO；
（1）Y為Na元素，在第三周期，第IA族；Z₂為Cl₂，各原子為8電子結構，原子間含有一個共用電子對；
（2）電解氯化鈉溶液生成H₂、Cl₂及NaOH；
（3）D溶液呈堿性的原因是次氯酸根離子水解生成次氯酸和氫氧根離子，溶液顯堿性；
（4）反應②是鹽酸與次氯酸鈉反應；
（5）沒有除去氯氣中的氯化氫；

解答 解：Ⅰ、（1）反應物與生成物有：濃H₂SO₄、K₂S、K₂SO₄、SO₂、H₂O和一種未知物質X，已知K₂S在反應中失去電子硫元素化合價升高，則該反應的氧化劑為濃硫酸，硫元素化合價降低，
故答案為：濃硫酸；
（2）已知0.5molK₂S在反應中失去1mol電子生成X硫元素化合價為x，濃硫酸被還原為二氧化硫，結合電子守恒計算分析硫元素化合價，[x-（-2）]×0.5mol=1，x=0，則生成的X為S，
故答案為：S；
（3）計算得到K₂S被氧化為S，濃硫酸被還原為SO₂，電子轉移依據元素化合價變化和電子守恒計算得到2e^-，則氧化劑為濃硫酸和還原劑為K₂S，配平后系數填入空格中，標出電子轉移的方向和數目為：，
故答案為：；
（4）若反應中濃H₂SO₄過量產物中無S生成，同種元素不同價態間發生氧化還原反應最大程度發生歸中反應，說明硫化鉀被氧化為二氧化硫，反應的化學方程式為：4H₂SO₄（濃）+K₂S=K₂SO₄+4SO₂↑+4H₂O，
故答案為：4H₂SO₄（濃）+K₂S=K₂SO₄+4SO₂↑+4H₂O；
Ⅱ、短周期元素X、Y、Z的原子序數依次增大，Y與Z能形成離子個數比為1：1的離子化合物A，電解A溶液可得X₂、Z₂單質及C，有三種物質生成，其中兩種單質，為雙原子分子，應為電解水與電解質型的電解，則A為鹽溶液，該鹽溶液鹽的陽離子不能放電，酸根離子放電，則A可能為NaCl，則Y為鈉元素，Z為氯元素；X和Y同主族，且X的原子序數較小，X與Z能形成原子個數比為1：1的共價化合物，則X為氫元素．
若A為NaCl，電解NaCl溶液可得H₂、Cl₂單質及NaOH，H₂與Cl₂反應生成HCl，即B為HCl，氯氣能與氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉，則X₂ 為H₂，Z₂為Cl₂，次氯酸鈉能與HCl反應生成氯氣．故符合題意．
所以X為氫元素，Y為鈉元素，Z為氯元素；X₂ 為H₂，Z₂為Cl₂，B為HCl，C為NaOH，D為NaClO．
（1）Y為Na元素，原子核外有3個電子層，最外層有1個電子，處于周期表第三周期第IA族，
故答案為：第三周期第IA族；
（2）反應①為電解氯化鈉溶液，生成氫氣、氯氣與氫氧化鈉，反應的化學方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（3）D溶液呈堿性的原因是次氯酸根離子水解生成次氯酸和氫氧根離子，溶液顯堿性，反應的離子方程式為：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
故答案為：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
（4）反應②是鹽酸與次氯酸鈉反應，生成氯化鈉、氯氣與水，反應的離子方程式為ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，
故答案為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（5）由于鹽酸具有揮發性，上述實驗裝置制取的氯氣中含有氯化氫，應在a、b裝置之間加一盛有飽和食鹽水的洗氣瓶，除去HCl，
故答案為：在a、b裝置之間加一盛有飽和食鹽水（或水）的洗氣瓶，除去HCl；

點評 本題考查了物質性質的分析，氧化還原反應電子轉移、產物分析判斷，離子方程式書寫方法，實驗基本操作，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．