Question

15．含硫化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用．其吸收和處理也十分重要．完成下列填空：
（1）SO₂具有還原性，可以和許多氧化劑反應(yīng)．SO₂氣體通入硫酸酸化的K₂Cr₂O₇溶液中恰好生成鉻鉀礬[KCr（SO₄）₂•12H₂O]．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式．3SO₂+K₂Cr₂O₇+11H₂O+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂.12H₂O，反應(yīng)中被還原的元素是Cr
（2）過量的SO₂通入Na₂S溶液，寫出離子方程式2H₂O+2S^2-+5SO₂=4HSO₃^-+3S↓，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比1：2
（3）在1L 0.3mol/L的NaOH溶液中，通入4.48LSO₂（標況），反應(yīng)后所得溶液中微粒的濃度之間有一些等量，例如：
c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），請再寫出兩個等量關(guān)系：2c（Na⁺）=3c（HSO₃^-）+3c（SO₃^2-）+3c（H₂SO₃）、c（HSO₃^-）+3c（H₂SO₃）+2c（H⁺）=c（SO₃^2-）+2c（OH^-）
（4）等物質(zhì)的量濃度的（NH₄）₂SO₃，NH₄HSO₃，NH₄HCO₃溶液，NH₄⁺濃度由大到小排列：（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃、NH₄HCO₃
（5）將白色Cu₂SO₃固體加入到足量鹽酸中，有紅色固體生成．產(chǎn)物還有CuCl₂、SO₂和水．過濾后，將溶液蒸干灼燒后得到的固體是CuO．

Answer 1

分析 （1）該反應(yīng)中S元素化合價由+4價變?yōu)?6價、Cr元素化合價由+6價變?yōu)?3價，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等配平方程式得；得電子化合價降低的元素被還原；
（2）過量的SO₂通入Na₂S溶液，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S，同時生成亞硫酸氫鈉，該反應(yīng)中S元素化合價由+4價、-2價變?yōu)?價，所以部分二氧化硫是氧化劑、硫化鈉是還原劑；
（3）n（NaOH）=0.3mol/L×1L=0.3mol，n（SO₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，設(shè)生成Na₂SO₃、NaHSO₃的物質(zhì)的量分別是xmol、ymol，根據(jù)Na、S原子守恒得$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{2x+y=0.3}\end{array}\right.$解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1}\\{y=0.1}\end{array}\right.$，所以溶液中的溶質(zhì)是等物質(zhì)的量的Na₂SO₃、NaHSO₃，溶液中存在電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒；
（4）弱酸根離子促進銨根離子水解，物質(zhì)的量濃度相等的這三種物質(zhì)，銨根離子水解但程度較小，所以銨根離子系數(shù)越大，溶液中銨根離子濃度越大；亞硫酸氫根離子水解程度小于碳酸氫根離子，弱酸根離子水解程度越大，銨根離子濃度越��；
（5）Cu₂SO₃固體加入到足量鹽酸中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)Cu²⁺和Cu，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成SO₂和H₂O，所以得到的溶液是CuCl₂溶液，加熱過程中氯化銅水解生成Cu（OH）₂和HCl，升高溫度促進CuCl₂水解，蒸干時得到Cu（OH）₂Z，灼燒固體時Cu（OH）₂發(fā)生分解反應(yīng)．

解答 解：（1）該反應(yīng)中S元素化合價由+4價變?yōu)?6價、Cr元素化合價由+6價變?yōu)?3價，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等配平方程式3SO₂+K₂Cr₂O₇+11H₂O+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂.12H₂O；得電子化合價降低的元素被還原，則Cr元素被還原，
故答案為：3SO₂+K₂Cr₂O₇+11H₂O+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂.12H₂O；Cr；
（2）過量的SO₂通入Na₂S溶液，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S，同時生成亞硫酸氫鈉，離子方程式為2H₂O+2S^2-+5SO₂=4HSO₃^-+3S↓，該反應(yīng)中S元素化合價由+4價、-2價變?yōu)?價，所以$\frac{1}{5}$的二氧化硫是氧化劑、硫化鈉是還原劑，則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是1：2，
故答案為：2H₂O+2S^2-+5SO₂=4HSO₃^-+3S↓；1：2；
（3）n（NaOH）=0.3mol/L×1L=0.3mol，n（SO₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，設(shè)生成Na₂SO₃、NaHSO₃的物質(zhì)的量分別是xmol、ymol，根據(jù)Na、S原子守恒得$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{2x+y=0.3}\end{array}\right.$解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1}\\{y=0.1}\end{array}\right.$，所以溶液中的溶質(zhì)是等物質(zhì)的量的Na₂SO₃、NaHSO₃，溶液中存在電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒，根據(jù)電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）+c（OH^-），根據(jù)物料守恒得2c（Na⁺）=3c（HSO₃^-）+3c（SO₃^2-）+3c（H₂SO₃），根據(jù)質(zhì)子守恒得c（HSO₃^-）+3c（H₂SO₃）+2c（H⁺）=c（SO₃^2-）+2c（OH^-），
故答案為：2c（Na⁺）=3c（HSO₃^-）+3c（SO₃^2-）+3c（H₂SO₃）；c（HSO₃^-）+3c（H₂SO₃）+2c（H⁺）=c（SO₃^2-）+2c（OH^-）；
（4）弱酸根離子促進銨根離子水解，物質(zhì)的量濃度相等的這三種物質(zhì)，銨根離子水解但程度較小，所以銨根離子系數(shù)越大，溶液中銨根離子濃度越大；亞硫酸氫根離子水解程度小于碳酸氫根離子，弱酸根離子水解程度越大，銨根離子濃度越小，所以這三種等物質(zhì)的量的銨鹽銨根離子濃度大小順序是（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃、NH₄HCO₃，
故答案為：（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃、NH₄HCO₃；
（5）Cu₂SO₃固體加入到足量鹽酸中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)Cu²⁺和Cu，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成SO₂和H₂O，所以得到的溶液是CuCl₂溶液，加熱過程中氯化銅水解生成Cu（OH）₂和HCl，升高溫度促進CuCl₂水解，蒸干時得到Cu（OH）₂Z，灼燒固體時Cu（OH）₂發(fā)生分解反應(yīng)生成CuO，所以最終得到的固體是CuO，
故答案為：CuCl₂；SO₂；CuO．

點評 本題考查含硫物質(zhì)的綜合應(yīng)用，涉及氧化還原反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、鹽類水解、離子濃度大小比較等知識點，側(cè)重考查基本理論，這些知識點都是高頻考點，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點是（2）（3）（5）的有關(guān)判斷，題目難度中等．