Question

17．硫的含氧酸及含氧酸鹽的種類較多，這些物質(zhì)在工業(yè)生產(chǎn)中具有較為廣泛的用途．回答下列問(wèn)題：
（1）連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）用于紡織工業(yè)的還原性染色及絲、毛、尼龍等織物的漂白，還可用于肥皂、竹器、瓷土的漂白等．
①H₂S₂O₄中，S的化合價(jià)為+3價(jià)；
②連二亞硫酸是一種二元弱酸，其第一步電離的電離常數(shù)表達(dá)式K_a=$\frac{c（H{S}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}{S}_{2}{O}_{4}）}$；
③連二亞硫酸鈉暴露于空氣中易吸收氧氣和潮氣而被氧化，且氧化產(chǎn)物隨著O₂的量不同而不同，當(dāng)O₂足量時(shí)，被完全氧化為NaHSO₄，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na₂S₂O₄+3O₂+2H₂O=4NaHSO₄ ；若生成物NaHSO₃：NaHSO₄的物質(zhì)的量之比為13：1時(shí)，該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：7．
（2）過(guò)硫酸鉀（K₂S₂O₈）可用作漂白劑、強(qiáng)氧化劑、照相藥品、分析試劑等．電解含硫酸、硫酸銨的電解液可制備H₂S₂O₈，其與硫酸銨反應(yīng)生成（NH₄）₂S₂O₈，再加入K₂SO₄可制得K₂S₂O₈．
①電解含硫酸、硫酸銨的電解液時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式為2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-（或2HSO₄^--2e^-=S₂O₈^2-+2H⁺）；
②電解過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)：（NH₄）₂SO₄+H₂S₂O₈=（NH₄）₂S₂O₈+H₂SO₄，電解后加入K₂SO₄發(fā)生的反應(yīng)為（NH₄）₂S₂O₈+K₂SO₄+H₂SO₄=K₂S₂O₈+2NH₄HSO₄，然后經(jīng)冷卻、分離、結(jié)晶、干燥，制得過(guò)硫酸鉀成品．后者能發(fā)生的原因是K₂S₂O₈溶解度小于（NH₄）₂S₂O₈、K₂SO₄的溶解度．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0分析；
②連二亞硫酸是一種二元弱酸，其第一步電離方程式為H₂S₂O₄?HS₂O₄^-+H⁺，據(jù)此書寫電離常數(shù)表達(dá)式K_a；
③Na₂S₂O₄易吸收氧氣和潮氣而被氧化，當(dāng)O₂足量時(shí)，被完全氧化為NaHSO₄，原子守恒配平書寫化學(xué)方程式，若生成物NaHSO₃：NaHSO₄的物質(zhì)的量之比為13：1時(shí)，依據(jù)電子守恒計(jì)算氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比；
（2）①電解池中陽(yáng)極SO₄^2-發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極H⁺放電發(fā)生還原反應(yīng)；
②電解后加入K₂SO₄發(fā)生的反應(yīng)為（NH₄）₂S₂O₈+K₂SO₄+H₂SO₄=K₂S₂O₈+2NH₄HSO₄，然后經(jīng)冷卻、分離、結(jié)晶、干燥，制得過(guò)硫酸鉀成品是利用反應(yīng)前后物質(zhì)溶解度不同分析．

解答 解：（1）①因?yàn)镹a為+1價(jià)，O為-2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，則S為+3價(jià)，故答案為：+3；
②連二亞硫酸是一種二元弱酸，其第一步電離方程式為H₂S₂O₄?HS₂O₄^-+H⁺，據(jù)此書寫電離常數(shù)表達(dá)式K_a=$\frac{c（H{S}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}{S}_{2}{O}_{4}）}$，故答案為：$\frac{c（H{S}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}{S}_{2}{O}_{4}）}$；
③Na₂S₂O₄易吸收氧氣和潮氣而被氧化，當(dāng)O₂足量時(shí)，被完全氧化為NaHSO₄，原子守恒配平書寫化學(xué)方程式為：2Na₂S₂O₄+3O₂+2H₂O=4NaHSO₄，若生成物NaHSO₃：NaHSO₄的物質(zhì)的量之比為13：1時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：7Na₂S₂O₄+4O₂+7H₂O=13NaHSO₃+NaHSO₄，依據(jù)化學(xué)方程式和電子守恒計(jì)算氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為：4：7，
故答案為：2Na₂S₂O₄+3O₂+2H₂O=4NaHSO₄ ；4：7；
（2）①陽(yáng)極失電子化合價(jià)升高：2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-（或2HSO₄^--2e^-=S₂O₈^2-+2H⁺），陰極H⁺放電；
故答案為：2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-（或2HSO₄^--2e^-=S₂O₈^2-+2H⁺）；
②電解后加入K₂SO₄發(fā)生的反應(yīng)為（NH₄）₂S₂O₈+K₂SO₄+H₂SO₄=K₂S₂O₈+2NH₄HSO₄，然后經(jīng)冷卻、分離、結(jié)晶、干燥，制得過(guò)硫酸鉀成品．此反應(yīng)能發(fā)生的原因是K₂S₂O₈溶解度小于（NH₄）₂S₂O₈、K₂SO₄的溶解度，會(huì)析出晶體，
故答案為：K₂S₂O₈溶解度小于（NH₄）₂S₂O₈、K₂SO₄的溶解度．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了含硫物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)方程式書寫、氧化還原反應(yīng)電子守恒計(jì)算、電解原理應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)，注意題干信息分析，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．