Question

【題目】SO2、Na2S2O3、Na2S、Na2SO3、Na2SO4等含硫化合物在工業(yè)上有廣泛的用途。完成下列填空：

(1)硫原子最外層電子排布式_______________，鈉原子的核外有______種能量不同的電子。Na2S的電子式____________。

(2)涉及元素形成簡(jiǎn)單離子半徑大小順序：__________________；請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)知識(shí)說(shuō)明氧與硫的非金屬性強(qiáng)弱________________________________________________________。

(3)棉織物用氯氣漂白后，加入Na2S2O3除去余氯時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng)：

____S2O32-+____Cl2+____H2O→____SO42-+____Cl-+____H+，配平該反應(yīng)方程式：若反應(yīng)中生成2molSO42-，則轉(zhuǎn)移電子_____mol。

(4)Na2S又稱臭堿，用離子方程式說(shuō)明Na2S溶液呈堿性的原因________。 SO2分子構(gòu)型“V”形，則SO2是_____（選填“極性”、“非極性”）分子。列舉一個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明SO2具有還原性_________。

(5)圖是Na2SO3溶液中各離子濃度的相對(duì)大小關(guān)系示意圖。其中，②是____________（填微粒符號(hào)）。上述5種物質(zhì)中，不能促進(jìn)也不能抑制水電離的化合物____________。

Answer 1

【答案】3s23p4 4 S2->O2->Na+ O原子比S原子少一個(gè)電子層數(shù)，O原子半徑較小，得電子能力較強(qiáng)，非金屬較強(qiáng) 1 4 5 2 8 10 8 S2-+H2O HS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH- 極性 SO2使酸性高錳酸鉀溶液褪色 SO32- Na2SO4

【解析】

(1)根據(jù)構(gòu)造原理，先寫(xiě)出原子核外電子排布式，再確定原子的最外層電子排布式；處于同一能級(jí)的電子能量相同，處于不同能級(jí)的電子的能量不同；Na2S是離子化合物，Na+與S2-間通過(guò)離子鍵結(jié)合；

(2)涉及元素有O、Na、S，根據(jù)離子核外電子層數(shù)多的半徑大于層數(shù)少的半徑；當(dāng)離子核外電子層相同時(shí)，核電荷數(shù)越大離子半徑越小判斷離子半徑大��；元素的原子半徑越小，吸引電子能力越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)分析；

(3)反應(yīng)中S2O32-中的硫由+2價(jià)升高到SO42-離子中的+6價(jià)，氯氣中的氯元素由0價(jià)降低到-1價(jià)的Cl-，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒規(guī)律配平方程式；依據(jù)S2O32-～2SO42-～8e-計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)目；

(4)Na2S是強(qiáng)堿弱酸鹽，根據(jù)鹽的水解規(guī)律分析Na2S溶液呈堿性的原因；SO2分子構(gòu)型“V”形，分子中正負(fù)電荷重心若重合就是非極性分子，否則為極性分子；利用物質(zhì)中S元素化合價(jià)的變化，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的規(guī)律判斷SO2的還原性；

(5)依據(jù)亞硫酸鈉為強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離，亞硫酸根離子為多元弱酸根離子，部分發(fā)生水解生成亞硫酸氫根離子和氫氧根離子，亞硫酸氫根離子繼續(xù)水解生成硫離子和氫氧根離子結(jié)合水的電離進(jìn)行排序；根據(jù)鹽的水解規(guī)律判斷對(duì)水的電離平衡無(wú)影響的物質(zhì)。

(1)S是16號(hào)元素，原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p4，所以硫原子最外層電子排布式是3s23p4；鈉是11號(hào)元素，核外電子排布式是1s22s22p63s1，可見(jiàn)Na原子的核外有4種能量不同的電子。Na2S是離子化合物，Na+離子遇S2-之間通過(guò)離子鍵結(jié)合，則其電子式為；

(2)在上述物質(zhì)中涉及的元素有O、Na、S三種，O2-、Na+、S2-核外電子排布分別是2、8；2、8；2、8、8；S2-核外有3個(gè)電子層，O2-、Na+只有2個(gè)電子層，所以S2-離子半徑最大；O2-、Na+的核外電子排布相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，所以離子半徑：O2->Na+，因此三種離子半徑大小順序是：S2->O2->Na+；

O、S是同一主族的元素，O是第二周期的元素，S是第三周期的元素，O原子比S原子少一個(gè)電子層數(shù)，O原子半徑較小，得電子能力較強(qiáng)，因此元素的非金屬性O比S強(qiáng)；

(3)由給出方程式可知：反應(yīng)中硫元素的化合價(jià)由S2O32-中的+2價(jià)升高到SO42-離子中的+6價(jià)，升高4×2=8價(jià)；氯元素的化合價(jià)由Cl2中的由0價(jià)降低到-1價(jià)的氯離子，降低1×2×4=8價(jià)，所以依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，S2O32-系數(shù)為1，SO42-的系數(shù)是2，Cl2系數(shù)為4，Cl-的系數(shù)是8；依據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒，反應(yīng)方程式為：1S2O32-+4Cl2+5H2O→2SO42-+8Cl-+10H+；

若反應(yīng)中生成0.2mol SO42-，依據(jù)S2O32-～2SO42-～8e-，可知轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.8mol；

(4) Na2S溶液顯堿性，是因?yàn)榱螂x子水解，離子方程式：S2-+H2O HS-+OH-，反應(yīng)產(chǎn)生的HS-進(jìn)一步發(fā)生水解反應(yīng)：HS-+H2OH2S+OH-，當(dāng)最終達(dá)到平衡時(shí)，溶液中c(OH-)>c(H+)，因此溶液顯堿性；

SO2是V形分子，由于S=O共價(jià)鍵中O原子吸引電子的能力比S強(qiáng)，電子對(duì)偏小O原子一側(cè)，因此導(dǎo)致分子中正負(fù)電荷重心不重合，故該物質(zhì)為極性分子；S元素的最高化合價(jià)為+6價(jià)，SO2中S元素化合價(jià)為+4價(jià)，容易失去電子，被氧化為+6價(jià)，因此具有強(qiáng)的還原性，可以用酸性KMnO4溶液驗(yàn)證，將SO2通入到紫色KMnO4溶液中，若觀察到SO2能夠使酸性KMnO4溶液褪色，從而證明SO2具有還原性；

(5)亞硫酸鈉雖然能水解，但程度不大，所以主要離子為鈉離子和亞硫酸根離子，由于HSO3-還能少量水解，故氫氧根離子濃度略大于HSO3-，由于溶液呈堿性，所以H+是最小的，所以離子濃度大小關(guān)系為：c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)，實(shí)驗(yàn)②是SO32-；

在SO2、Na2S2O3、Na2S、Na2SO3、Na2SO4五種物質(zhì)中，SO2與水反應(yīng)產(chǎn)生H2SO3，該物質(zhì)電離產(chǎn)生H+，抑制水的電離；Na2S2O3、Na2S、Na2SO3都是強(qiáng)堿弱酸鹽，弱酸根離子結(jié)合水電離產(chǎn)生的H+，促進(jìn)了水的電離；而Na2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，對(duì)水的電離平衡無(wú)影響，即Na2SO4不能促進(jìn)也不能抑制水電離。