Question

11．（1）用作橡膠工業(yè)的硫化劑S₂Cl₂的分子結(jié)構(gòu)中每個(gè)原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，①試寫出S₂Cl₂的電子式．
②S₂Cl₂易發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生無色刺激性氣味氣體，同時(shí)生成淡黃色沉淀，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑．
（2）用作氧化劑的過二硫酸銨[（NH₄）₂S₂O₈]屬于離子化合物，易溶于水，其可由（NH₄）₂SO₄為原料制備．
①若硫酸銨溶液的濃度為250g/L，其物質(zhì)的量濃度是1.89moI/L．
②（NH₄）₂S₂O₈在Ag⁺的催化作用下能將Mn²⁺氧化成MnO₄^-，其反應(yīng)的離子方程式為 2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O $\frac{\underline{\;Ag+\;}}{\;}$2MnO₄^-+SO₄^2-+16H⁺．
（3）Na₂S₂O₄在空氣分析中常用來吸收氧氣，當(dāng)吸收氧氣、水蒸氣后發(fā)生反應(yīng)時(shí)，若還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比為1：1，則產(chǎn)物為NaHSO₄ 和NaHSO₃（填化學(xué)式）．
（4）氫氣是一種綠色能源，具有廣闊的發(fā)展前景．現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)（其中a、b均為碳棒，c、d均為銅電極）．
d電極的電極反應(yīng)式是①Cu-2e^-=Cu²⁺
a電極的電極反應(yīng)式是②O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）①S₂Cl₂分子結(jié)構(gòu)與H₂O₂相似，S₂Cl₂分子中氯原子與硫原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，硫原子與硫原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)；
②依據(jù)現(xiàn)象分析判斷產(chǎn)物為硫單質(zhì)、二氧化硫和氯化氫，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的元素化合價(jià)變化守恒和原子守恒寫出；
（2）①物質(zhì)的量濃度c=$\frac{n}{V}$；
②在Ag⁺的作用下，過二硫酸鹽將Mn²⁺氧化為MnO₄^-，同時(shí)自身被還原為硫酸根離子；
（3）Na₂S₂O₄暴露于空氣中易被氧氣氧化，則氧化劑為氧氣，還原劑為Na₂S₂O₄，根據(jù)得失電子守恒計(jì)算反應(yīng)后產(chǎn)物；
（4）左邊裝置是燃料電池，通入氫氣的電極是負(fù)極、通入氧氣的電極是正極，右邊裝置在電解池，左邊Cu是陰極、右邊Cu是陽極，陽極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；通入氧氣的電極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子．

解答 解：（1）①S₂Cl₂分子結(jié)構(gòu)與H₂O₂相似，S₂Cl₂分子中氯原子與硫原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，硫原子與硫原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，S₂Cl₂電子式為，
故答案為：；
②S₂Cl₂與水反應(yīng)，有無色刺激性氣味氣體產(chǎn)生，并有黃色沉淀生成，無色刺激性氣味氣體除氯化氫外，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的元素化合價(jià)變化守恒推斷，化合價(jià)降低的生成黃色沉淀為單質(zhì)硫，化合價(jià)升高的生成二氧化硫氣體，依據(jù)原子守恒、電子守恒寫出化學(xué)方程式為：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑，
故答案為：2S₂Cl₂+2H₂O=3S↓+SO₂↑+4HCl↑．
（2）①若硫酸銨溶液的濃度為250g/L=$\frac{\frac{250g}{132g/mol}}{1L}$=1.89 mol/L，
故答案為：1.89；
  ②在Ag⁺的作用下，過二硫酸鹽將Mn²⁺氧化為MnO₄^-，同時(shí)自身被還原為硫酸根離子，離子方程式為：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O$\frac{\underline{\;Ag+\;}}{\;}$2MnO₄^-+10SO₄^2-+10H⁺，
故答案為：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O$\frac{\underline{\;Ag+\;}}{\;}$2MnO₄^-+10SO₄^2-+10H⁺；
（3）Na₂S₂O₄暴露于空氣中易被氧氣氧化，則氧化劑為氧氣，還原劑為Na₂S₂O₄，又氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為l：1，設(shè)Na₂S₂O₄被氧化后硫的化合價(jià)為+x價(jià)，則根據(jù)得失電子守恒，1×4=1×2×（x-3），解得x=5，又有水蒸氣參與反應(yīng)，所以產(chǎn)物為NaHSO₄ 和NaHSO₃，
故答案為：NaHSO₄ 和NaHSO₃；
（4）左邊裝置是燃料電池，通入氫氣的電極是負(fù)極、通入氧氣的電極是正極，右邊裝置在電解池，左邊Cu是陰極、右邊Cu是陽極，陽極上Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，通入氧氣的電極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及原電池原理、電子式書寫、氧化還原反應(yīng)及其電荷守恒等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫；注意氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的計(jì)算，題目難度中等．