Question

10．硫是一種重要的非金屬元素，在自然界中以游離態(tài)和多種化合態(tài)形式存在．其中二氧化硫是主要的大氣污染物之一．完成下列填空：
（1）依據(jù)平衡移動(dòng)原理，用化學(xué)用語(yǔ)解釋將SO₂通入CaCO₃懸濁液使之變澄清的原因CaCO₃（s）?Ca²⁺（ag）+CO₃^2-（ag）CO₃^2-+2SO₂+H₂O=CO₂+2HSO₃^-．．
（2）火法煉銅中有如下反應(yīng)：
Ⅰ：2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ•mol^-1
Ⅱ：2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ•mol^-1
①在反應(yīng)Ⅱ中，只作氧化劑的是Cu₂O（用化學(xué)式表示）．
②反應(yīng)Cu₂S（s）+O₂（g）=2Cu（s）+SO₂（g）的△H=-217.4kJ•mol^-1．
（3）工業(yè)上用過(guò)硫酸鉀（K₂S₂O₈）測(cè)定鋼鐵中的錳含量，配平下列反應(yīng)式：
Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O=2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺
（4）將SO₂通入氯酸溶液中生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，已知反應(yīng)掉1.5mol氯酸時(shí)轉(zhuǎn)移了9.03×10²³個(gè)電子，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂．

Answer 1

分析 （1）碳酸鈣的懸濁液中存在溶解平衡，所以而通入二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸酸性比碳酸的酸性強(qiáng)，能夠與碳酸根離子反應(yīng)，消耗碳酸根離子濃度，促使沉淀溶解平衡正向移動(dòng)；
（2）①所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)物為還原劑，所含元素化合價(jià)化合價(jià)降低的反應(yīng)物為氧化劑，分析反應(yīng)2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）中各元素化合價(jià)變化，據(jù)此判斷；
②根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以合適的系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訙p，反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減；
（3）反應(yīng)中錳元素化合價(jià)+2價(jià)變化為+7價(jià)，電子轉(zhuǎn)移5e^-，S₂O₈^2-中硫元素化合價(jià)+6價(jià)反應(yīng)過(guò)程中化合價(jià)不變，S₂O₈^2-中有2個(gè)O由-1價(jià)，變化為-2價(jià)，電子轉(zhuǎn)移2e-，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為10e^-，Mn²⁺前系數(shù)，2，S₂O₈^2-，前系數(shù)為5，結(jié)合原子守恒、電荷守恒配平書寫離子方程；
（4）氯酸具有氧化性，其中氯元素的化合價(jià)為+5價(jià)，根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)來(lái)判斷產(chǎn)物中氯元素的價(jià)態(tài)．

解答 解：（1）碳酸鈣的懸濁液中存在溶解平衡，方程式：CaCO₃（s）?Ca²⁺（ag）+CO₃^2-（ag），通入二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸酸性比碳酸的酸性強(qiáng)，能夠與碳酸根離子反應(yīng)，消耗碳酸根離子濃度，促使沉淀溶解平衡正向移動(dòng)，離子方程式：CO₃^2-+2SO₂+H₂O=CO₂+2HSO₃^-；
故答案為：CaCO₃（s）?Ca²⁺（ag）+CO₃^2-（ag）     CO₃^2-+2SO₂+H₂O=CO₂+2HSO₃^-；
（2）①2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）中，Cu₂O中銅元素化合價(jià)降低，做氧化劑，Cu₂S中銅元素化合價(jià)降低，硫元素化合價(jià)升高，所以Cu₂O只做氧化劑，Cu₂S既是氧化劑又是還原劑，
故答案為：Cu₂O；
②Ⅰ2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）十2SO₂（g）△H=-768.2KJ•mol^-1
②Ⅱ2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0KJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ+Ⅱ得：3Cu₂S（s）+3O₂（g）=6Cu（s）+3SO₂（g），故△H=$\frac{1}{3}$×（-768.2KJ•mol^-1+116.0KJ•mol^-1）=-217.4kJ•mol^-1；
故答案為：-217.4kJ•mol^-1；
（3）反應(yīng)中錳元素化合價(jià)+2價(jià)變化為+7價(jià)，電子轉(zhuǎn)移5e^-，S₂O₈^2-中硫元素化合價(jià)+6價(jià)反應(yīng)過(guò)程中化合價(jià)不變，S₂O₈^2-中有2個(gè)O由-1價(jià)，變化為-2價(jià)，電子轉(zhuǎn)移2e-，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為10e^-，Mn²⁺前系數(shù)，2，S₂O₈^2-，前系數(shù)為5，結(jié)合原子守恒、電荷守恒配平書寫離子方程式為：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O=2MnO₄^-+10SO₄^2-+16H⁺，反應(yīng)中錳元素化合價(jià)+2價(jià)變化為+7價(jià)，做還原劑被氧化生成氧化產(chǎn)物為MnO₄^-，
故答案為：2、5、8，2、10、16；
（4）氯酸具有氧化性，其中氯元素的化合價(jià)為+5價(jià)，有1.5×6.02×10²³個(gè)即1.5mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，1.5mol氯酸中氯元素的化合價(jià)應(yīng)由+5價(jià)降到+4價(jià)，所以產(chǎn)物中氯元素以二氧化氯的形式存在，二氧化硫被氧化為硫酸，
故答案為：SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了沉淀溶解平衡移動(dòng)的影響因素，反應(yīng)熱的計(jì)算、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫，明確影響沉淀溶解平衡移動(dòng)因素，熟悉蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的方法，氧化還原反應(yīng)得失電子守恒、原子個(gè)數(shù)守恒的規(guī)律是解題關(guān)鍵，題目難度中等．