Question

14．研究硫元素及其化合物的性質(zhì)具有重要意義．
（1）硫離子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，加熱時，硫元素的最高價氧化物對應水化物的濃溶液與木炭反應的化學方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O．
（2）（NH₄）₂SO₄是常用的化肥和化工原料，受熱易分解，某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物．
[查閱資料]（NH₄）₂SO₄在260℃～400℃時分解產(chǎn)物不同．
[實驗探究]該小組擬選用如圖所示裝置進行實驗（夾持和加熱裝置略）

實驗1：連接裝置A→B→C→D，檢查氣密性．按圖示加入試劑（裝置B盛0.5000mol/L鹽酸70.00mL）通入N₂排盡空氣后，于260℃加熱裝置A一段時間，停止加熱，冷卻，停止通入N₂．品紅溶液不褪色．取下裝置B，加入指示利．用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余鹽酸，終點時消耗NaOH溶液25.00mL．經(jīng)檢驗滴定后的溶液中無SO₄^2-．
①儀器X的名稱是圓底燒瓶．
②裝置B內(nèi)溶液吸收氣體的物質(zhì)的量是0.03mol．
實驗2：連接裝置A→D→B，檢查氣密性．按圖示重新加入試劑；通入N₂排盡空氣后，于400℃加熱裝置A至（NH₄）₂SO₄完全分解無殘留物．停止加熱，冷卻．停止通入N₂，觀察到裝置A、D之間的導氣管內(nèi)有少量白色固體．經(jīng)檢驗，該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-．進一步研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物．
③檢查裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-無SO₄^2-的實驗操作和現(xiàn)象是取少許D溶液于試管中，加入足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，再加入鹽酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性氣味的氣體，說明D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-．
④裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是NH₃．
⑤（NH₄）₂SO₄在400℃分解的化學方程式是3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑+N₂↑．

Answer 1

分析 （1）S是16號元素．S原子獲得2個電子變?yōu)镾^2-，據(jù)此書寫硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖；加熱時，硫元素的最高價氧化物對應水化物的濃溶液是濃硫酸與木炭反應生成二氧化碳、二氧化硫和水；
（2）實驗1：①根據(jù)裝置圖可知儀器X為圓底燒瓶；
 ②根據(jù)消耗氫氧化鈉計算B裝置中剩余的HCl，參加反應的HCl吸收分解生成的NH₃，發(fā)生反應：NH₃+HCl=
NH₄Cl，進而計算吸收NH₃的物質(zhì)的量，
實驗2：③取D溶液于試管中，加入足量BaCl₂溶液，再加入鹽酸，白色沉淀完全溶解且生成刺激性氣味的氣體，說明D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-；
④裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，說明分解生成SO₂，裝置A、D之間的導氣管內(nèi)有少量白色固體，白色固體應是二氧化硫、氨氣與水形成的鹽，裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是氨氣；
⑤由④中分析可知，（NH₄）₂SO₄在400℃分解時，有NH₃、SO₂、H₂O生成，S元素化合價降低，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，只能為N元素化合價升高，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物，說明生成N₂，配平書寫方程式．

解答 解：（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：，加熱時，硫元素的最高價氧化物對應水化物的濃溶液是濃硫酸與木炭反應生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應的方程式為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，
故答案為：；C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（2）①由儀器X的結(jié)構(gòu)可知，X為圓底燒瓶，
故答案為：圓底燒瓶；
②滴定剩余鹽酸，終點時消耗NaOH為0.025L×0.2mol/L=0.005mol，故剩余HCl為0.005mol，則參加反應的HCl為0.07L×0.5mol/L-0.005mol=0.03mol，參加反應的HCl吸收分解生成的NH₃，發(fā)生反應：NH₃+HCl=NH₄Cl，故吸收NH₃的物質(zhì)的量為0.03mol，
故答案為：0.03；
③檢查裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-的實驗操作和現(xiàn)象是：取少許D溶液于試管中，加入足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，再加入鹽酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性氣味的氣體，說明D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-，
故答案為：取少許D溶液于試管中，加入足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，再加入鹽酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性氣味的氣體，說明D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，無SO₄^2-；
④裝置D內(nèi)溶液中有SO₃^2-，說明分解生成SO₂，裝置A、D之間的導氣管內(nèi)有少量白色固體，白色固體應是二氧化硫、氨氣與水形成的鹽，裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是氨氣，
故答案為：NH₃；
⑤由④中分析可知，（NH₄）₂SO₄在400℃分解時，有NH₃、SO₂、H₂O生成，S元素化合價降低，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，只能為N元素化合價升高，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物，說明生成N₂，分解反應方程式為：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑+N₂↑，
故答案為：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH₃↑+3SO₂↑+6H₂O↑+N₂↑．

點評 本題考查化學實驗，涉及化學儀器、滴定操作、實驗方案設(shè)計、化學計算、物質(zhì)推斷、化學方程式書寫等，是對學生綜合能力的考查，較好的考查學生分析推理能力、知識遷移運用能力難度中等．