Question

7．硫是一種在自然界分布較廣的元素，試根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題．
（1）單質(zhì)硫可以從它的天然礦床或硫化物中制得，從黃鐵礦（主要成分為FeS₂）中提取硫時(shí)，可將礦石和焦炭的混合物放在煉硫爐，在有限的空氣中燃燒，即可分離出硫：
3FeS₂+12C+8O₂=1 Fe₃O₄+12CO+6S
①已知該反應(yīng)中O₂得電子總數(shù)有3/4來自于C，試配平上述化學(xué)方程式；
②若某黃鐵礦礦石中FeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%，在煉焦?fàn)t中硫的損失率為b%，則m噸上述礦石可制得m×a%×$\frac{64}{120}$（1-b%）噸硫．
（2）通常情況下，硫單質(zhì)常以S₈分子形式存在，試寫出S₈在充足的空氣中燃燒的化學(xué)方程式：S₈+8O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$8SO₂．
（3）硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O），又名大蘇打、海波，是一種用途非常廣泛的化學(xué)試劑，遇酸立即分解，生成淡黃色沉淀，放出的氣體能使品紅溶液褪色，試寫出硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（4）過二硫酸是一種具有極強(qiáng)氧化性的硫的含氧酸：
①電解硫酸和硫酸銨的混合溶液，可制得過二硫酸鹽，總反應(yīng)為：2H⁺+2SO₄^2-$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$S₂O₈^2-+H₂↑，其陽極反應(yīng)方程式為：2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-；
②過硫酸鹽在Ag⁺催化作用下能將Mn²⁺氧化成MnO₄^-，而S₂O₈^2-則被還原成SO₄^2-，1mol S₂O₈^2-氧化Mn²⁺可制得0.4mol MnO₄^-．

Answer 1

分析 （1）①FeS₂中$\frac{2}{3}$的+2價(jià)Fe變?yōu)?3價(jià)Fe，-1價(jià)S變?yōu)?價(jià)，C由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，O由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，因此一個(gè)FeS₂化合價(jià)升高$\frac{8}{3}$價(jià)，一個(gè)C化合價(jià)升高2價(jià)，一個(gè)O₂化合價(jià)降低4價(jià)，O₂得電子總數(shù)有3/4來自于C可知C與O₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為3：2，F(xiàn)eS₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)為$\frac{3}{4}$，然后根據(jù)原子守恒配平并使化學(xué)計(jì)量數(shù)為正整數(shù)；
②根據(jù)硫元素的質(zhì)量守恒進(jìn)行計(jì)算；
（2）S₈在充足的空氣中燃燒生成二氧化硫；
（3）生成淡黃色沉淀是S，放出的氣體能使品紅溶液褪色，該氣體是二氧化硫，寫出反應(yīng)物離子和生成物，然后配平；
（4）①在電解池中，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₄^2-在陽極放電生成S₂O₈^2-；
②Mn²⁺～MnO₄^-，化合價(jià)升高5，S₂O₈^2-～2SO₄^2-，化合價(jià)降低2×1，根據(jù)得失電子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）①FeS₂中$\frac{2}{3}$的+2價(jià)Fe變?yōu)?3價(jià)Fe，-1價(jià)S變?yōu)?價(jià)，C由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，O由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，因此一個(gè)FeS₂化合價(jià)升高$\frac{8}{3}$價(jià)，一個(gè)C化合價(jià)升高2價(jià)，一個(gè)O₂化合價(jià)降低4價(jià)．由O₂得電子總數(shù)有3/4來自于C，可知C與O₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為3：2，假定C的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，O₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，則FeS₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)為$\frac{4×2×（1-\frac{3}{4}）}{\frac{8}{3}}$=$\frac{3}{4}$，然后化學(xué)計(jì)量數(shù)均擴(kuò)大四倍，根據(jù)原子守恒可得3FeS₂+12C+8O₂═Fe₃O₄+12CO+6S，
故答案為：3；12；8；1；12；6；
②m噸黃鐵礦中含有硫元素的質(zhì)量為m×a%×$\frac{64}{120}$噸，在煉焦?fàn)t中硫的損失后剩余m×a%×$\frac{64}{120}$（1-b%）噸，
故答案為：m×a%×$\frac{64}{120}$（1-b%）；
（2）S₈在充足的空氣中燃燒生成二氧化硫，化學(xué)方程式為S₈+8O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$8SO₂，
故答案為：S₈+8O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$8SO₂；
（3）硫代硫酸鈉晶體遇酸反應(yīng)生成淡黃色沉淀是S，放出的氣體能使品紅溶液褪色，該氣體是二氧化硫，離子方程式為S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（4）①在電解池中，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₄^2-在陽極放電生成S₂O₈^2-，因此陽極電極反應(yīng)式為2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-，
故答案為：2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-；
②Mn²⁺～MnO₄^-，Mn化合價(jià)升高5，S₂O₈^2-～2SO₄^2-，一個(gè)S₂O₈^2-中S的合價(jià)共降低2×1，設(shè)1mol S₂O₈^2-氧化Mn²⁺可制得x mol MnO₄^-，根據(jù)得失電子守恒，
1mol×2=5×x mol，解得x=0.4，
故答案為：0.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用，綜合性很強(qiáng)，題目難度很大，涉及氧化還原反應(yīng)的配平、依據(jù)得失電子相等的計(jì)算、方程式的書寫等問題，其中（1）配平難度較大．