Question

9．研究硫元素及其化合物的性質(zhì)具有重要意義．
（1）加熱時(shí)，硫元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的濃溶液與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O．
（2）25℃，在0.10mol•L^-1 H₂S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（S^2-）關(guān)系如圖（忽略溶液體積的變化、H₂S的揮發(fā)）．
①pH=13時(shí)，溶液中的c（H₂S）+c（HS^-）=0.043mol•L^-1．
②某溶液含0.020mol•L^-1 Mn²⁺、0.10mol•L^-1 H₂S，當(dāng)溶液pH=5時(shí)，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=$\frac{c（{H}^{+}）c（S{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$．
②0.10mol•L^-1 Na₂SO₃溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）．
③H₂SO₃溶液和NaHCO₃溶液反應(yīng)的主要離子方程式為H₂SO₃+HCO₃^-=HSO₃^-+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）加熱時(shí)，硫元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的濃溶液是濃硫酸與木炭反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水；
（2）①pH=13時(shí)，c（S^2-）=5.7×10^-2mol/L，在0.10mol•L^-1H₂S溶液中根據(jù)硫守恒c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）=0.10mol•L^-1；
②當(dāng)Qc=K_sp（MnS）時(shí)開始沉淀，由此求出硫離子的濃度，結(jié)合圖象得出此時(shí)的pH；
（3）①HSO₃^-的電離方程式為：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（{H}^{+}）c（S{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$；
②Na₂SO₃溶液顯堿性，SO₃^2-存在兩步水解，以第一步水解為主，水解程度較小，據(jù)此判斷離子濃度關(guān)系；
③由表可知H₂SO₃的二級(jí)電離大于H₂CO₃的一級(jí)電離，則酸性強(qiáng)弱H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-，所以反應(yīng)的主要離子方程式為H₂SO₃+HCO₃^-=HSO₃^-+CO₂↑+H₂O，而不是為H₂SO₃+2HCO₃^-=SO₃^2-+2CO₂↑+2H₂O．

解答 解：（1）加熱時(shí)，硫元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的濃溶液是濃硫酸與木炭反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應(yīng)的方程式為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（2）①pH=13時(shí)，c（S^2-）=5.7×10^-2mol/L，在0.10mol•L^-1H₂S溶液中根據(jù)硫守恒c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）=0.10mol•L^-1，所以c（H₂S）+c（HS^-）=0.1-5.7×10^-2=0.043mol/L，故答案為：0.043；
②當(dāng)Qc=K_sp（MnS）時(shí)開始沉淀，所以c（S^2-）=$\frac{Ksp（MnS）}{c（M{n}^{2+}）}$=$\frac{2.8×1{0}^{-13}}{0.020}$=1.4×10^-11mol/L，結(jié)合圖象得出此時(shí)的pH=5，所以pH=5時(shí)錳離子開始沉淀，
故答案為：5；
（3）①HSO₃^-的電離方程式為：HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-，平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（{H}^{+}）c（S{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$，
故答案為：$\frac{c（{H}^{+}）c（S{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HS{{O}_{3}}^{-}）}$；
②Na₂SO₃溶液顯堿性，SO₃^2-存在兩步水解：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，以第一步水解為主，水解程度較小，則0.1mol/L Na₂SO₃溶液中的離子濃度順序?yàn)椋篶（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）；
③由表可知H₂SO₃的二級(jí)電離大于H₂CO₃的一級(jí)電離，所以酸性強(qiáng)弱H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-，所以反應(yīng)的主要離子方程式為H₂SO₃+HCO₃^-=HSO₃^-+CO₂↑+H₂O，而不是為H₂SO₃+2HCO₃^-=SO₃^2-+2CO₂↑+2H₂O．
故答案為：H₂SO₃+HCO₃^-=HSO₃^-+CO₂↑+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素原子結(jié)構(gòu)示意圖的書寫、物質(zhì)性質(zhì)的化學(xué)方程式書寫、鹽的水解平衡、弱電解質(zhì)電離平衡、沉淀溶解平衡的知識(shí)在離子濃度大小比較的應(yīng)用，題目難度中等．