Question

【題目】研究硫元素及其化合物的性質(zhì)具有重要意義。

（1）①硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖為 。

②加熱時，硫元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的濃溶液與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ____ 。

（2）25℃，在0.10mol·L-1H2S溶液中，通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH，溶液pH與c(S2-) 關(guān)系如圖（忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā)）。

①pH=13時，溶液中的c(H2S)+c(HS-)= mol·L-1.

②某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S，當(dāng)溶液pH= 時，Mn2+開始沉淀。[已知：Ksp(MnS)=2.8×10-13]

（3） 25℃，兩種酸的電離平衡常數(shù)如右表。

	Ka1	Ka2
H2SO3	1.3×10-2	6.3×10-4
H2CO3	4.2×10-7	5.6×10-11

①HSO3-的電離平衡常數(shù)表達(dá)式K= 。

②0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序為 。

③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的主要離子方程式為 。

Answer 1

【答案】（15分）

（1）①；②C+2H2SO4（濃）2SO2↑+CO2↑+2H2O；

（2）①0.043；②5。

（3）①；②c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)；③H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2↑+H2O。

【解析】（1）①S是16號元素。S原子獲得2個電子變?yōu)镾2-，硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖為②加熱時，濃硫酸與木炭發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生SO2、CO2和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H2SO4（濃）2SO2↑ +CO2↑+2H2O；①根據(jù)圖像可知，在pH=13時，c(S2-)=5.7×10-2mol/L，在0.10mol·L-1H2S溶液中，根據(jù)S元素守恒可知：c(S2-)+ c(H2S)+c(HS-)=0.1 mol/L，而c(S2-)=5.7×10-2mol/L，因此c(H2S)+c(HS-)=0.1 mol/L -5.7×10-2 mol/L= 0.043 mol/L。②由于Ksp(MnS)=2.8×10-23，在某溶液c(Mn2+)=0.020 mol·L-1，則開始形成沉淀需要的S2-的濃度是c(S2-)= Ksp(MnS)÷c(Mn2+)=2.8×10-13÷0.020 mol/L=1.4×10-11 mol/L，根據(jù)圖像中c(S2-)與溶液的pH關(guān)系可知，此時溶液pH=5，Mn2+開始形成沉淀。（3）①根據(jù)電離平衡常數(shù)的含義可知：HSO3-的電離平衡常數(shù)表達(dá)式是。②鹽Na2SO3在溶液中電離的方程式是：Na2SO3=2Na++SO32-，該鹽是強(qiáng)堿弱酸鹽，弱酸根離子SO32-發(fā)生水解反應(yīng)：SO32-+H2O HSO3-+OH-，水解產(chǎn)生的HSO3-又有部分發(fā)生水解反應(yīng)：HSO3-+H2O H2SO3 +OH-，水解是逐步進(jìn)行的，而且在溶液中還存在水的電離平衡，但是鹽水解程度是微弱的，主要以鹽電離產(chǎn)生的離子存在，所以0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序為c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)。③由于多元弱酸分步電離，電離程度：一級電離>二級電離，電離程度越大，電離平衡常數(shù)就越大。所以根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知H2SO3的二級電離平衡常數(shù)大于H2CO3的一級電離平衡常數(shù)，故H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的主要是復(fù)分解反應(yīng)的規(guī)律：強(qiáng)酸與弱酸的鹽發(fā)生反應(yīng)制取弱酸。其離子方程式為H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2↑+H2O。