Question

5．硫元素有多種化合價(jià)，可形成多種化合物．
（1）常溫下用1mol•L^-1100mL NaOH溶液恰好完全吸收0.1mol SO₂氣體，此反應(yīng)的離子方程式為SO₂+OH^-=HSO₃^-；該溶液pH＜7的原因是因有HSO₃^-存在HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-和HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-電離程度強(qiáng)于水解程度（結(jié)合方程式回答）．以石墨作電極，電解該物質(zhì)的飽和溶液時(shí)，只有一個(gè)電極產(chǎn)生氣體，寫出陽極的電極反應(yīng)式HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺．
（2）請按照濃度由大到小的順序排列：0.1mol/LNa₂SO₃溶液中的離子濃度c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）．Na₂SO₃溶液放置于空氣中一段時(shí)間后，溶液的pH減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”）．
（3）某同學(xué)在常溫下設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)流程探究Na₂S₂O₃的化學(xué)性質(zhì)．
pH=8←$\underset{\stackrel{①}{←}}{pH試紙}$Na₂S₂O₃溶液$→_{同時(shí)加過量BaCl_{2}溶液}^{②加入足量氯水}$白色沉淀B
實(shí)驗(yàn)①可說明B（填字母）
A．該Na₂S₂O₃溶液中水電離的c（OH^-）=10^-8mol/L
B．H₂S₂O₃是一種弱酸
C．Na₂S₂O₃是一種弱電解質(zhì)
D．Na₂S₂O₃水解方程式為S₂O₃^2-+2H₂O?H₂S₂O₃+2OH^-
寫出實(shí)驗(yàn)②發(fā)生反應(yīng)的離子方程式S₂O₃^2-+5H₂O+4Cl₂+Ba²⁺=2BaSO₄↓+8Cl^-+10H⁺．
（4）實(shí)驗(yàn)室制得的Na₂S₂O₃粗晶體中往往含有少量雜質(zhì)．為了測定粗產(chǎn)品中Na₂S₂O₃•5H₂O的含量，一般采用在酸性條件下用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液滴定的方法（假定粗產(chǎn)品中雜質(zhì)與酸性KMnO₄溶液不反應(yīng)）．
稱取1.28g的粗樣品溶于水，用0.40mol/L KMnO₄溶液（加入適量硫酸酸化）滴定，當(dāng)溶液中S₂O₃^2-全部被氧化時(shí)，消耗KMnO₄溶液體積20.00mL．（5S₂O₃^2-+8MnO₄^-+14H⁺=8Mn²⁺+10SO₄^2-+7H₂O）．試回答：
①此滴定實(shí)驗(yàn)是否需要指示劑否（填“是”或“否”），KMnO₄溶液置于酸性 （填“酸式”或“堿式”）滴定管中．
②若滴定時(shí)振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，則會使樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測量結(jié)果偏�。ㄌ睢捌�高”“偏低”或“不變”）．
③產(chǎn)品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.9%．（Na₂S₂O₃•5H₂O式量：248）（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)）

Answer 1

分析 （1）由于n（SO₂）：n（NaOH）=1：1反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)：SO₂+NaOH=NaHSO₃；亞硫酸氫鈉溶液呈酸性，說明亞硫酸氫根離子電離程度大于水解程度；以石墨作電極，電解NaHSO₃飽和溶液時(shí)，只有一個(gè)電極產(chǎn)生氣體，只能是陰極上氫離子放電生成氫氣，陽極是亞硫酸氫根失去電子生成生成硫酸根，結(jié)構(gòu)電荷守恒、原子守恒書寫電極反應(yīng)式；
（2）0.1mol/LNa₂SO₃溶液中，亞硫酸根離子水解顯堿性，氫氧根離子源于亞硫酸根的水解、水的電離等，溶液中氫氧根離子濃度大于亞硫酸氫根，溶液中氫離子濃度等于水電離的氫氧根離子濃度；
Na₂SO₃溶液放置于空氣中一段時(shí)間后被氧化為硫酸鈉，溶液pH從堿性變化為中性；
（3）常溫下實(shí)驗(yàn)①測定溶液PH=8，說明溶液呈堿性，H₂S₂O₃是一種弱酸，據(jù)此分析判斷選項(xiàng)；
實(shí)驗(yàn)②發(fā)生反應(yīng)是利用氯氣氧化硫代硫酸鈉為硫酸鈉，硫酸根與鋇離子生成硫酸鋇沉淀，結(jié)合電荷守恒、原子守恒書寫離子方程式；
（4）①高錳酸鉀溶液是紫紅色溶液，反應(yīng)完畢，滴入的最后一滴高錳酸鉀溶液鹽酸不褪去；高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡膠管；
②若滴定時(shí)振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏小；
③根據(jù)方程式計(jì)算Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）n（NaOH）=0.1L×1mol/L=0.1mol，故n（SO₂）：n（NaOH）=1：1，發(fā)生反應(yīng)：SO₂+NaOH=NaHSO₃，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+OH^-=HSO₃^-；
該溶液pH＜7，因有HSO₃^-存在HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-和HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-電離程度強(qiáng)于水解程度；
以石墨作電極，電解該物質(zhì)的飽和溶液時(shí)，只有一個(gè)電極產(chǎn)生氣體，只能是陰極上氫離子放電生成氫氣，陽極是亞硫酸氫根失去電子生成生成硫酸根，則陽極的電極反應(yīng)式為：HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺；
故答案為：SO₂+OH^-=HSO₃^-；因有HSO₃^-存在HSO₃^-?H⁺+SO₃^2-和HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-電離程度強(qiáng)于水解程度；HSO₃^-+H₂O-2e^-=SO₄^2-+3H⁺；
（2）0.1mol/LNa₂SO₃溶液中，存在平衡：SO₃^2-+H₂O?HSO^3-+OH^-，HSO₃^-+H₂O?H₂SO₃+OH^-，H₂O?H⁺+OH^-，亞硫酸根離子水解顯堿性，氫氧根離子源于亞硫酸根的水解、水的電離等，溶液中氫氧根離子濃度大于亞硫酸氫根，溶液中氫離子濃度等于水電離的氫氧根離子濃度，溶液中離子濃度大小比較為：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）；
Na₂SO₃溶液放置于空氣中一段時(shí)間后被氧化為硫酸鈉，溶液PH從堿性變化為中性，pH減小，
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）；減小；
（3）常溫下實(shí)驗(yàn)①測定溶液pH=8，說明溶液呈堿性，H₂S₂O₃是一種弱酸．
A．該Na₂S₂O₃溶液pH=8，溶液呈堿性，硫代硫酸根離子水解顯堿性，溶液中氫氧根離子為水電離產(chǎn)生，故水電離的c（OH^-）=10^-6mol/L，故A錯誤；
B．Na₂S₂O₃溶液pH=8，溶液呈堿性，硫代硫酸根離子水解顯堿性，證明H₂S₂O₃是一種弱酸，故B正確；
C．Na₂S₂O₃是鈉鹽是一種強(qiáng)電解質(zhì)，故C錯誤；
D．Na₂S₂O₃水解分步進(jìn)行，反應(yīng)的離子方程式為S₂O₃^2-+H₂O?HS₂O₃^-+OH^-，HS₂O₃^-+H₂O?H₂S₂O₃+OH^-，故D錯誤；
實(shí)驗(yàn)②發(fā)生反應(yīng)是利用氯氣氧化硫代硫酸鈉為硫酸鈉，硫酸根離子與鋇離子生成硫酸鋇沉淀，反應(yīng)的離子方程式：S₂O₃^2-+5H₂O+4Cl₂+Ba²⁺=2BaSO₄↓+8Cl^-+10H⁺；
故答案為：B；S₂O₃^2-+5H₂O+4Cl₂+Ba²⁺=2BaSO₄↓+8Cl^-+10H⁺；
（4）①此滴定實(shí)驗(yàn)是用紫紅色高錳酸鉀溶液滴定硫代硫酸鈉溶液，滴入最后一滴溶液呈紫紅色，半分鐘不褪色，說明滴定到達(dá)終點(diǎn)，不需要指示劑，高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕橡膠管，所以使用酸式滴定管；
故答案為：否；酸式；
②若滴定時(shí)振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，消耗高錳酸鉀溶液體積減小，則會使樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測量結(jié)果偏��；
故答案為：偏小；
③設(shè)樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O為xmol，則：
5S₂O₃^2-+8MnO₄^-+14H⁺=8Mn²⁺+10SO₄^2-+7H₂O
5       8
n      0.40mol/L×0.02L=0.008mol
n=$\frac{5×0.008mol}{8}$=0.005mol
產(chǎn)品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.005mol×248g/mol}{1.28g}$×100%=96.9%，
故答案為：96.9%．

點(diǎn)評 本題比較綜合，涉及與量有關(guān)的反應(yīng)、電解原理、鹽類水解應(yīng)用、離子濃度大小比較、氧化還原反應(yīng)滴定、物質(zhì)組成含量的測定等，是對學(xué)生綜合能力的考查，屬于拼合型題目，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．