Question

【題目】硫及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用．
完成下列填空：
（1）寫出工業(yè)上以硫磺為原料生產(chǎn)硫酸的第一步反應(yīng)方程式 ．
（2）工業(yè)上用過硫酸鉀（K2S2O8）測定鋼鐵中的錳含量，主要反應(yīng)如下：
Mn2++S2O82﹣+H2O→ MnO4﹣+SO42﹣+H+
配平該反應(yīng)方程式，氧化產(chǎn)物是 ．
（3）用電解硫酸氫鉀的方法制取過硫酸鉀：HSO4﹣在（填：“陽極”或“陰極”）反應(yīng)生成S2O82﹣ ， 另一極生成氫氣，生成0.1mol的S2O82﹣同時可收集到 g氫氣．
（4）已知硫酸的第二級電離并不完全：HSO4﹣H++SO42﹣（Ki=1.2×10﹣2）；
在0.1mol/L的硫酸氫鉀溶液中大約有30%的HSO4﹣電離，則該溶液中離子濃度由大到小排列第2位的離子是 ， 第4位的離子是 ． 往該溶液中加入硫酸氫鉀固體并保持溫度不變，則溶液中 （填：“增大”、“減小”或“不變”）
（5）已知：HSO3﹣H++SO32﹣，K=1.02×10﹣7
NH4++H2ONH3H2O+H+ ， K=5.65×10﹣10
往亞硫酸氫銨中加入一定量的氫氧化鋇溶液，可能發(fā)生的反應(yīng)離子方程式是（選填編號）．
a．HSO3﹣+Ba2++OH﹣→BaSO3↓+H2O
b．NH4++2HSO3﹣+2Ba2++3OH﹣→2BaSO3↓+2H2O+NH3H2O
c．NH4++HSO3﹣+Ba2++2OH﹣→BaSO3↓+H2O+NH3H2O
d．2NH4++4HSO3﹣+3Ba2++6OH﹣→3BaSO3↓+4H2O+2NH3H2O+SO32﹣ ．

Answer 1

【答案】
（1）S+O2 SO2
（2）2；5；8；2；10；16；MnO4﹣
（3）陽極；0.2
（4）HSO4﹣；SO42﹣；減小
（5）cd
【解析】解：（1）以硫磺為原料生產(chǎn)硫酸的過程為硫燃燒生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，三氧化硫和水反應(yīng)生成硫酸，第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為：S+O2 SO2 ， 故答案為：S+O2 SO2；（2）反應(yīng)中錳元素化合價+2價變化為+7價，電子轉(zhuǎn)移5e﹣ ， S2O82﹣中硫元素化合價+7價變化為SO42﹣中 硫元素化合價+6價，電子轉(zhuǎn)移2e﹣ ， 電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為10e﹣ ， Mn2+前系數(shù)，2，S2O82﹣ ， 前系數(shù)為5，結(jié)合原子守恒、電荷守恒配平書寫離子方程式為：2Mn2++5S2O82﹣+8H2O=2MnO4﹣+10SO42﹣+16H+ ， 反應(yīng)中錳元素化合價+2價變化為+7價，做還原劑被氧化生成氧化產(chǎn)物為MnO4﹣ ， 故答案為：2，5，8，2，10，16，MnO4﹣；（3）用電解硫酸氫鉀的方法制取過硫酸鉀：陰離子在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價分析可知硫元素化合價+6價變化為+7價，化合價升高失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2O82﹣ ， HSO4﹣在陽極反應(yīng)生成S2O82﹣ ， 電極反應(yīng)為：2HSO4﹣﹣2e﹣═S2O82﹣+2H+ ， 另一極生成氫氣，電極反應(yīng)為2H++2e﹣=H2↑，陽極電子守恒計算，生成0.1mol的S2O82﹣同時，電子轉(zhuǎn)移0.2mol，S2O82﹣～H2↑～2e﹣ ， 可收集到氫氣物質(zhì)的量0.1mol，質(zhì)量=0.1mol×2g/mol=0.2g，故答案為：陽極，0.2；（4）已知硫酸的第二級電離并不完全，在0.1mol/L的硫酸氫鉀溶液中大約有30%的HSO4﹣電離，溶液顯酸性，則溶液中離子濃度大小為c（K+）＞c（HSO4﹣）＞c（H+）＞c（SO42﹣）＞c（OH﹣），則該溶液中離子濃度由大到小排列第2位的離子是HSO4﹣ ， 第4位的離子是SO42﹣ ， 往該溶液中加入硫酸氫鉀固體并保持溫度不變，則溶液中c（HSO4﹣）、c（K+）濃度增大，但對于電離平衡，HSO4﹣H++SO42﹣ ， 硫酸氫根離子只電離不水解，氫離子濃度增大平衡逆向進(jìn)行，電離程度減小，c（HSO4﹣）增大的多， 比值減小，故答案為：HSO4﹣ ， SO42﹣ ， 減��；（5）已知：HSO3﹣H++SO32﹣K=1.02×10﹣7 ， NH4++H2ONH3H2O+H+ K=5.65×10﹣10 ， 亞硫酸氫根離子電離程度大于一水合氨的電離程度，所以亞硫酸氫銨溶液中滴入氫氧化鋇溶液，氫氧根離子先和亞硫酸氫根離子反應(yīng)，后與銨根離子結(jié)合生成一水合氨，反應(yīng)中氫氧化鋇量不同產(chǎn)物不同，不足量的氫氧化鋇反應(yīng)時需要滿足化學(xué)式的組成比，a．從選項中的離子方程式分析，HSO3﹣+Ba2++OH﹣→BaSO3↓+H2O是氫氧化鋇不足量時的反應(yīng)，只和亞硫酸氫根離子反應(yīng)，則氫氧化鋇電離出的鋇離子和氫氧根離子全部反應(yīng)，需要符合化學(xué)式的組成比，正確的應(yīng)為2HSO3﹣+Ba2++2OH﹣→BaSO3↓+2H2O+SO32﹣ ， 故a錯誤；b．選項中離子方程式分析，NH4++2HSO3﹣+2Ba2++3OH﹣→2BaSO3↓+2H2O+NH3H2O，電離出2molBa2+ ， 電離出的氫氧根離子為4mol，其中2molOH﹣和2mol亞硫酸氫根離子反應(yīng)，2molOH﹣和2molNH4+離子反應(yīng)，正確的反應(yīng)離子方程式為：NH4++HSO3﹣+Ba2++2OH﹣→BaSO3↓+H2O+NH3H2O，故B錯誤；
c．依據(jù)b分析可知，選項中離子方程式為氫氧化鋇和亞硫酸氫銨1：1反應(yīng)的離子方程式，NH4++HSO3﹣+Ba2++2OH﹣→BaSO3↓+H2O+NH3H2O，故c正確；d.2NH4++4HSO3﹣+3Ba2++6OH﹣→3BaSO3↓+4H2O+2NH3H2O+SO32﹣ ， 分析離子方程式，反應(yīng)是4molNH4HSO3和3molBa（OH）2的反應(yīng)，6molOH﹣離子先和4molHSO3﹣反應(yīng)，剩余 2molOH﹣離子再和2molNH4+離子反應(yīng)剩余2molNH4+離子生成亞硫酸銨，反應(yīng)的離子方程式正確，故d正確，故答案為：cd．
（1）以硫磺為原料生產(chǎn)硫酸的過程為硫燃燒生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，三氧化硫和水反應(yīng)生成硫酸；（2）反應(yīng)中錳元素化合價+2價變化為+7價，電子轉(zhuǎn)移5e﹣ ， S2O82﹣中硫元素化合價+7價變化為SO42﹣中 硫元素化合價+6價，電子轉(zhuǎn)移2e﹣ ， 結(jié)合電子守恒和原子守恒配平書寫得到反應(yīng)的離子方程式，元素化合價升高的做還原劑被氧化，得到氧化產(chǎn)物；（3）用鉑電極電解硫酸氫鉀溶液，在陽極上生成S2O82﹣ ， HSO4﹣離子在陽極失電子生成S2O82﹣ ， 電極反應(yīng)為：2HSO4﹣﹣2e﹣═S2O82﹣+2+ ， 結(jié)合電極反應(yīng)電子守恒計算得到生成氫氣的質(zhì)量；（4）已知硫酸的第二級電離并不完全，在0.1mol/L的硫酸氫鉀溶液中大約有30%的HSO4﹣電離，溶液顯酸性，則溶液中離子濃度大小為c（K+）＞c（HSO4﹣）＞c（H+）＞c（SO42﹣）＞c（OH﹣），往該溶液中加入硫酸氫鉀固體并保持溫度不變，則溶液中c（HSO4﹣）、c（K+）濃度增大，但對于電離平衡，HSO4﹣H++SO42﹣ ， 硫酸氫根離子只電離不水解，氫離子濃度增大平衡逆向進(jìn)行，電離程度減小，c（HSO4﹣）增大的多；（5）已知：HSO3﹣H++SO32﹣K=1.02×10﹣7 ， NH4++H2ONH3H2O+H+ K=5.65×10﹣10 ， 亞硫酸氫根離子電離程度大于一水合氨的電離程度，所以亞硫酸氫銨溶液中滴入氫氧化鋇溶液，氫氧根離子先和亞硫酸氫根離子反應(yīng)，后與銨根離子結(jié)合生成一水合氨，反應(yīng)中氫氧化鋇量不同產(chǎn)物不同，不足量的氫氧化鋇反應(yīng)時需要滿足化學(xué)式的組成比，
a．從選項中的離子方程式分析，HSO3﹣+Ba2++OH﹣→BaSO3↓+H2O是氫氧化鋇不足量時的反應(yīng)，只和亞硫酸氫根離子反應(yīng)，則氫氧化鋇電離出的鋇離子和氫氧根離子全部反應(yīng)，需要符合氫氧化鋇化學(xué)式的組成比，；b．選項中離子方程式分析，NH4++2HSO3﹣+2Ba2++3OH﹣→2BaSO3↓+2H2O+NH3H2O，電離出2molBa2+ ， 電離出的氫氧根離子為4mol，其中2molOH﹣和2mol亞硫酸氫根離子反應(yīng)，2molOH﹣和2molNH4+離子反應(yīng)，是氫氧化鋇和亞硫酸氫銨1：1恰好完全反應(yīng)；c．依據(jù)b分析可知，選項中離子方程式為氫氧化鋇和亞硫酸氫銨1：1反應(yīng)；d．反應(yīng)是4molNH4HSO3和3molBa（OH）2的反應(yīng)，6molOH﹣離子先和4molHSO3﹣反應(yīng)，剩余 2molOH﹣離子再和2molNH4+離子反應(yīng)剩余2molNH4+離子生成亞硫酸銨；