Question

許多硫的含氧酸鹽在醫(yī)藥、化工等方面有著重要的用途．
（1）重晶石（BaSO₄）常作胃腸道造影劑．
已知：常溫下，（K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10 ）向BaS0₄懸濁液中加入硫酸，當(dāng)溶液的pH=2時，溶液中 c（Ba²⁺）=

 

．
（2）硫酸亞鐵銨晶體[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂?6H₂O]常作分析劑．
①檢驗晶體中含有NH₄⁺的方法為

 

②等物質(zhì)的量濃度的四種稀溶液：a．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ b．NH₄HSO₄ C．（NH₄）₂SO₄ d．（NH₄）₂SO₃，其中c（NH₄⁺）由大到小的順序為

 

（填選項字母）o
（3）過二硫酸鉀（K₂S₂O₈）常作強(qiáng)氧化劑，Na₂S₂O₃常作還原劑．
①K₂S₂O₈溶液與酸性MnSO₄溶液混合，在催化劑作用下，可以觀察到溶液變?yōu)樽仙�，該反�?yīng)的離子方程式為

 

②用鉑作電極，電解H₂SO₄和K₂SO₄的混合溶液可以制備K₂S₂O₈，其陽極的電極反應(yīng)式為

 

電解過程中陰極附近溶液的pH將

 

 （填“增大”、“減小”或“不變”）
③產(chǎn)品中K₂S₂O₈的含量可用碘量法測定．操作步驟為：稱取0.3g產(chǎn)品于碘量瓶中，加50mL水溶解；加入4.000g KI固體（稍過量），振蕩使其充分反應(yīng)；加入適量醋酸溶液酸化，以

 

為指示劑，用0.1000mol．L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)（已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．重復(fù)2次，測得平均消耗標(biāo)準(zhǔn)液21.00mL．該產(chǎn)品 中K₂S₂O₈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（雜質(zhì)不參加反應(yīng)）

 

（列式并計算）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)硫酸鋇的溶度積常數(shù)計算鋇離子濃度；
（2）①根據(jù)銨離子的檢驗方法進(jìn)行判斷：加入滴加NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試液變藍(lán)，則原溶液中一定含有NH₄⁺；
②物質(zhì)的量濃度相等的銨鹽溶液中，c（NH₄⁺）與銨根離子的系數(shù)成正比，系數(shù)越大其c（NH₄⁺）越大，相同系數(shù)的銨鹽，銨根離子水解程度越大，則溶液中c（NH₄⁺）越小；
（3）①根據(jù)氧化還原反應(yīng)中，化合價升高值=化合價降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，結(jié)合電子守恒來配平方程式；
②電解池中陽極SO₄^2-發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極H⁺放電發(fā)生還原反應(yīng)； 
③淀粉與碘單質(zhì)作用顯藍(lán)色，根據(jù)碘原子守恒找出K₂S₂O₈與碘單質(zhì)的關(guān)系式分析計算．

解答：解：（1）當(dāng)溶液的pH=2時，C（H⁺）=10^-2 mol/L，c（SO₄^2-）=5×10^-3 mol/L，常溫下，K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10，BaSO₄的溶度積K_sp=c （Ba²⁺）×c（SO₄^2-），c（Ba²⁺）=

Ksp

c(SO4 2-)

=

1.1×10-10

5×10-3mol/L

=2.2×10^-8 mol/L，
故答案為：2.2×10^-8 mol/L；  
（2）①銨離子的檢驗，是加入強(qiáng)堿加入能夠產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試液變藍(lán)的氣體，該氣體是氨氣，從而證明原溶液中一定含有銨離子，操作為：取少量晶體，加水溶解，再加入足量NaOH濃溶液加熱，生成能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則有NH₄⁺，
故答案為：取少量晶體，加水溶解，再加入足量NaOH濃溶液加熱，生成能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則有NH₄⁺；
②物質(zhì)的量濃度相等的銨鹽溶液中，c（NH₄⁺）與銨根離子的系數(shù)成正比，系數(shù)越大其c（NH₄⁺）越大，相同系數(shù)的銨鹽，銨根離子水解程度越大，則溶液中c（NH₄⁺）越小，
a．（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ 中二價鐵離子水解抑制銨根離子水解，c（NH₄⁺）最大；
b．NH₄HSO₄ 銨根系數(shù)小其c（NH₄⁺）最�。�
C．（NH₄）₂SO₄中銨根離子水解，c（NH₄⁺）小于（NH₄）₂Fe（SO₄）₂，大于NH₄HSO₄；
d．（NH₄）₂SO₃中亞硫酸根離子水解促進(jìn)銨根離子水解，c（NH₄⁺）小于（NH₄）₂SO₄，大于NH₄HSO₄，所以銨根離子濃度大小順序是a＞c＞d＞b，
故答案為：a＞c＞d＞b；  
（3）①根據(jù)氧化還原反應(yīng)中，Mn元素化合價升高值=Bi元素化合價降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)=20，所以前面的系數(shù)是10，MnSO₄前面的系數(shù)是4，根據(jù)原子守恒得出其他物質(zhì)前的系數(shù)，
故答案為：5S₂O₈^2-+2Mn²⁺+8H₂O

催化劑  .

10SO₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺；
②陽極失電子化合價升高：2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-（或2HSO₄^--2e^-=S₂O₈^2-+2H⁺），陰極H⁺放電，水的電離平衡正向移動，c（OH^-）增大，所以pH增大，
故答案為：2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-（或2HSO₄^--2e^-=S₂O₈^2-+2H⁺）；增大；  
③K₂S₂O₈具有強(qiáng)氧化性可以將I^-氧化為I₂，1molK₂S₂O₈得到2mol電子生成1mol碘，淀粉與碘單質(zhì)作用顯藍(lán)色，所以指示劑選擇淀粉，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，則 
           K₂S₂O₈～I(xiàn)₂ ～2S₂O₃^2-
            1mol        2mol
        n（K₂S₂O₈）      0.1mol/L×0.021L
解得：n（K₂S₂O₈）=1.05×10^-3mol，m（K₂S₂O₈）=n×M=1.05×10^-3mol×270g/mol=2.835g，
該產(chǎn)品 中K₂S₂O₈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.835g

3g

×100%=94.5%，
故答案為：淀粉；94.5%．

點(diǎn)評：本題考查了有關(guān)硫的化合物的知識，側(cè)重于電解原理和工業(yè)生產(chǎn)的綜合運(yùn)用，題目難度中等，注意正確書寫電極反應(yīng)式理順 K₂S₂O₈～I(xiàn)₂ ～2S₂O₃^2-關(guān)系為解答該題的關(guān)鍵，根據(jù)電子守恒進(jìn)行計算．