Question

10．硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著極其重要的應(yīng)用．
（1）1molSO₂與氯酸鈉在酸性條件下反應(yīng)生成消毒殺菌劑ClO₂，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為Na₂SO₄，轉(zhuǎn)移電子2mol．
（2）羰基硫（COS）廣泛存在于以煤為原料的各種化工原料氣中，能引起催化劑中毒、化學(xué)產(chǎn)品質(zhì)量下降和大氣污染．羰基硫的氫解和水解反應(yīng)是兩種常用的脫硫方法，其反應(yīng)式分別為：
①氫解反應(yīng)：COS（g）+H₂（g）=H₂S（g）+CO（g）△H₁=+7kJ/mol
②水解反應(yīng)：COS（g）+H₂O（g）=H₂S（g）+CO₂△H₂
已知反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表：

化學(xué)鍵	C=O（CO2）	C=O（COS）	C=S	H-S	H-O
鍵能（kJ/mol）	803	742	577	339	465

則△H₂=-35kJ/mol．
（3）H₂S被足量氫氧化鈉溶液吸收得到無(wú)色溶液A．溶液A在空氣中長(zhǎng)期放置發(fā)生反應(yīng)，生成物之一為B．B與過(guò)氧化鈉的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似，B的溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂S₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+H₂S↑．
（4）經(jīng)檢測(cè)，某溶液中除SO₄^2-外還有大量的Cl^-、Br^-、I^-，若向2L該混合溶液中通入一定量的Cl₂，溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物質(zhì)的量與通入Cl₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的關(guān)系如表所示．

Cl2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）	2.8L	5.6L	11.2L
n（Cl-）	1.25mol	1.5mol	2mol
n（Br-）	1.5mol	1.4mol	0.9mol
n（I-）	amol	0	0

分析后回答下列問(wèn)題：
①a的值為0.15．
②當(dāng)通入Cl₂的體積為3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂．
此時(shí)溶液中Br^-、I^-的物質(zhì)的量濃度分別為c（Br^-）=0.75mol/L，c（I^-）=0.5mol/L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)1molSO₂與氯酸鈉在酸性條件下反應(yīng)生成ClO₂，說(shuō)明氯酸鈉作氧化劑將SO₂氧化成硫酸鈉，自身被還原成ClO₂，據(jù)此分析計(jì)算；
（2）水解反應(yīng)：COS（g）+H₂O（g）═H₂S（g）+CO₂（g）的焓變等于舊鍵斷裂吸收的能量和新鍵生成釋放能量的差；
（3）H₂S被足量氫氧化鈉溶液吸收得到無(wú)色溶液A為Na₂S，Na₂S溶液在空氣中長(zhǎng)期放置發(fā)生反應(yīng)，生成物之一為B，B與過(guò)氧化鈉的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似，則B為Na₂S₂，據(jù)此分析解答；
（4）碘離子與溴離子的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篒^-＞Br^-，加入氯氣2.8L時(shí)溶液中I^-amol，則說(shuō)明通入2.8LCl₂只發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，2.8L變成5.6L，消耗2.8L Cl₂的物質(zhì)的量為$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，先后發(fā)生：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，Cl₂ +2Br^-═Br₂+2Cl^-，根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算．

解答 解：（1）由1molSO₂與氯酸鈉在酸性條件下反應(yīng)生成ClO₂，說(shuō)明氯酸鈉作氧化劑將SO₂氧化成硫酸鈉，自身被還原成ClO₂，所以氧化產(chǎn)物為Na₂SO₄，轉(zhuǎn)移電子1mol×（6-4）=2mol．故答案為：Na₂SO₄；2；
（2）由焓變等于舊鍵斷裂吸收的能量和新鍵生成釋放能量的差得，COS（g）+H₂O（g）═H₂S（g）+CO₂（g）△H₂=（742+465×2）-（339+803）=-35kJ/mol，故答案為：-35；
（3）H₂S被足量氫氧化鈉溶液吸收得到無(wú)色溶液A為Na₂S，Na₂S溶液在空氣中長(zhǎng)期放置發(fā)生反應(yīng)，生成物之一為B．B與過(guò)氧化鈉的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似，則B為Na₂S₂，所以B的溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂S₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+H₂S↑，故答案為：Na₂S₂+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+H₂S↑；
（4）①2.8L氯氣的物質(zhì)的量為$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，通入0.125mol氯氣時(shí)溶液中有I^-，所以Br^-沒(méi)有參加反應(yīng)，所以溶液中n（Br^-）=1.5mol，溶液中氯離子為通入氯氣生成的和原來(lái)溶液中存在的，Cl原子守恒得原來(lái)n（Cl^-）=1.25mol-0.125mol×2=1mol；通入0.25mol氯氣時(shí)溶液中沒(méi)有I^-，則碘離子完全反應(yīng)，且n（Br^-）=1.4mol，說(shuō)明有0.1mol溴離子參加反應(yīng)，則碘離子完全反應(yīng)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得n（I^-）=0.25mol×2-0.1mol×1=0.4mol，根據(jù)反應(yīng)：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，該反應(yīng)中生成0.25mol氯離子消耗碘離子，所以a=0.5mol-0.25mol=0.15mol，故答案為：0.15；
②通過(guò)以上分析知，當(dāng)通入Cl₂的體積為3.36L即0.15mol（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）時(shí)，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；n（Cl^-）=1mol、n（Br^-）=1.5mol、n（I^-）=0.4mol，溶液體積相同，c（Br^-）=$\frac{1.5mol}{2L}$=0.75mol/L，c（I^-）=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L，
故答案為：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；0.75mol/L；0.5mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了氧化還原反應(yīng)的計(jì)算、蓋斯定律、物質(zhì)推斷以及離子的判斷和有關(guān)計(jì)算，難點(diǎn)為（4），準(zhǔn)確分析圖標(biāo)數(shù)據(jù)是解題關(guān)鍵，題目難度中等，注意根據(jù)離子的還原性以及表中數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)的程度，結(jié)合方程式計(jì)算．