【題目】SO2、Na2S2O3Na2S、Na2SO3、Na2SO4等含硫化合物在工業(yè)上有廣泛的用途。完成下列填空:

(1)硫原子最外層電子排布式_______________,鈉原子的核外有______種能量不同的電子。Na2S的電子式____________。

(2)涉及元素形成簡單離子半徑大小順序:__________________;請用原子結(jié)構(gòu)知識說明氧與硫的非金屬性強弱________________________________________________________。

(3)棉織物用氯氣漂白后,加入Na2S2O3除去余氯時,發(fā)生如下反應:

____S2O32-+____Cl2+____H2O→____SO42-+____Cl-+____H+,配平該反應方程式:若反應中生成2molSO42-,則轉(zhuǎn)移電子_____mol。

(4)Na2S又稱臭堿,用離子方程式說明Na2S溶液呈堿性的原因________。 SO2分子構(gòu)型“V”形,則SO2_____(選填極性、非極性)分子。列舉一個實驗事實說明SO2具有還原性_________。

(5)圖是Na2SO3溶液中各離子濃度的相對大小關系示意圖。其中,②是____________(填微粒符號)。上述5種物質(zhì)中,不能促進也不能抑制水電離的化合物____________。

【答案】3s23p4 4 S2->O2->Na+ O原子比S原子少一個電子層數(shù),O原子半徑較小,得電子能力較強,非金屬較強 1 4 5 2 8 10 8 S2-+H2O HS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH- 極性 SO2使酸性高錳酸鉀溶液褪色 SO32- Na2SO4

【解析】

(1)根據(jù)構(gòu)造原理,先寫出原子核外電子排布式,再確定原子的最外層電子排布式;處于同一能級的電子能量相同,處于不同能級的電子的能量不同;Na2S是離子化合物,Na+S2-間通過離子鍵結(jié)合;

(2)涉及元素有O、Na、S,根據(jù)離子核外電子層數(shù)多的半徑大于層數(shù)少的半徑;當離子核外電子層相同時,核電荷數(shù)越大離子半徑越小判斷離子半徑大;元素的原子半徑越小,吸引電子能力越強,元素的非金屬性越強分析;

(3)反應中S2O32-中的硫由+2價升高到SO42-離子中的+6價,氯氣中的氯元素由0價降低到-1價的Cl-,依據(jù)氧化還原反應得失電子守恒結(jié)合原子個數(shù)守恒規(guī)律配平方程式;依據(jù)S2O32-2SO42-8e-計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)目;

(4)Na2S是強堿弱酸鹽,根據(jù)鹽的水解規(guī)律分析Na2S溶液呈堿性的原因;SO2分子構(gòu)型“V”形,分子中正負電荷重心若重合就是非極性分子,否則為極性分子;利用物質(zhì)中S元素化合價的變化,結(jié)合氧化還原反應的規(guī)律判斷SO2的還原性;

(5)依據(jù)亞硫酸鈉為強電解質(zhì),完全電離,亞硫酸根離子為多元弱酸根離子,部分發(fā)生水解生成亞硫酸氫根離子和氫氧根離子,亞硫酸氫根離子繼續(xù)水解生成硫離子和氫氧根離子結(jié)合水的電離進行排序;根據(jù)鹽的水解規(guī)律判斷對水的電離平衡無影響的物質(zhì)。

(1)S16號元素,原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p4,所以硫原子最外層電子排布式是3s23p4;鈉是11號元素,核外電子排布式是1s22s22p63s1,可見Na原子的核外有4種能量不同的電子。Na2S是離子化合物,Na+離子遇S2-之間通過離子鍵結(jié)合,則其電子式為;

(2)在上述物質(zhì)中涉及的元素有O、Na、S三種,O2-、Na+、S2-核外電子排布分別是28;2、82、88;S2-核外有3個電子層,O2-Na+只有2個電子層,所以S2-離子半徑最大;O2-Na+的核外電子排布相同,核電荷數(shù)越大離子半徑越小,所以離子半徑:O2->Na+,因此三種離子半徑大小順序是:S2->O2->Na+;

O、S是同一主族的元素,O是第二周期的元素,S是第三周期的元素,O原子比S原子少一個電子層數(shù),O原子半徑較小,得電子能力較強,因此元素的非金屬性OS強;

(3)由給出方程式可知:反應中硫元素的化合價由S2O32-中的+2價升高到SO42-離子中的+6價,升高4×2=8價;氯元素的化合價由Cl2中的由0價降低到-1價的氯離子,降低1×2×4=8價,所以依據(jù)氧化還原反應得失電子守恒,S2O32-系數(shù)為1,SO42-的系數(shù)是2,Cl2系數(shù)為4,Cl-的系數(shù)是8;依據(jù)原子個數(shù)守恒,反應方程式為:1S2O32-+4Cl2+5H2O→2SO42-+8Cl-+10H+;

若反應中生成0.2mol SO42-,依據(jù)S2O32-2SO42-8e-,可知轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.8mol;

(4) Na2S溶液顯堿性,是因為硫離子水解,離子方程式:S2-+H2O HS-+OH-,反應產(chǎn)生的HS-進一步發(fā)生水解反應:HS-+H2OH2S+OH-,當最終達到平衡時,溶液中c(OH-)>c(H+),因此溶液顯堿性;

SO2V形分子,由于S=O共價鍵中O原子吸引電子的能力比S強,電子對偏小O原子一側(cè),因此導致分子中正負電荷重心不重合,故該物質(zhì)為極性分子;S元素的最高化合價為+6價,SO2S元素化合價為+4價,容易失去電子,被氧化為+6價,因此具有強的還原性,可以用酸性KMnO4溶液驗證,將SO2通入到紫色KMnO4溶液中,若觀察到SO2能夠使酸性KMnO4溶液褪色,從而證明SO2具有還原性;

(5)亞硫酸鈉雖然能水解,但程度不大,所以主要離子為鈉離子和亞硫酸根離子,由于HSO3-還能少量水解,故氫氧根離子濃度略大于HSO3-,由于溶液呈堿性,所以H+是最小的,所以離子濃度大小關系為:c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+),實驗②是SO32-;

SO2、Na2S2O3、Na2SNa2SO3、Na2SO4五種物質(zhì)中,SO2與水反應產(chǎn)生H2SO3,該物質(zhì)電離產(chǎn)生H+,抑制水的電離;Na2S2O3、Na2SNa2SO3都是強堿弱酸鹽,弱酸根離子結(jié)合水電離產(chǎn)生的H+,促進了水的電離;而Na2SO4是強酸強堿鹽,對水的電離平衡無影響,即Na2SO4不能促進也不能抑制水電離。

練習冊系列答案
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【題目】某抗腫瘤藥物中間體的合成路線如下。下列說法正確的是(  )

 

A. 吲哚的分子式為C8H6N

B. 苯甲醛中所有原子不可能全部共平面

C. 可用新制氫氧化銅懸濁液區(qū)分苯甲醛和中間體

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①c(Ag+) ②c(NO3-) ③a棒的質(zhì)量 ④b棒的質(zhì)量 溶液的質(zhì)量

A. ① ③ B. ③ ④ C. ① ② ④ D. ②

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【題目】聚合物H ()是一種聚酰胺纖維,廣泛用于各種剎車片,其合成路線如下:

已知:①C、D、G均為芳香族化合物,分子中均只含兩種不同化學環(huán)境的氫原子。

②Diels-Alder反應:。

(1)生成A的反應類型是_______。D的名稱是_______。F中所含官能團的名稱是_______。

(2)B的結(jié)構(gòu)簡式是_______;“B→C”的反應中,除C外,另外一種產(chǎn)物是_______。

(3)D+G→H的化學方程式是______。

(4)Q是D的同系物,相對分子質(zhì)量比D大14,則Q可能的結(jié)構(gòu)有______種,其中核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為1:2:2:3的結(jié)構(gòu)簡式為______(任寫一種)。

(5)已知:乙炔與1,3-丁二烯也能發(fā)生Diels-Alder反應。請以1,3-丁二烯和乙炔為原料,選用必要的無機試劑合成,寫出合成路線__________(用結(jié)構(gòu)簡式表示有機物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關系,箭頭上注明試劑和反應條件)。

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【題目】含氮化合物在材料方面的應用越來越廣泛。

(1)甲胺(CH3NH2)是合成太陽能敏化劑的原料。工業(yè)合成甲胺原理:

CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)△H。

①已知鍵能指斷開1mol氣態(tài)鍵所吸收的能量或形成1mol氣態(tài)鍵所釋放的能量。幾種化學鍵的鍵能如下表所示:

化學鍵

C-H

C-O

H-O

N-H

C-N

鍵能/kJ·mol-1

413

351

463

393

293

則該合成反應的△H=______________

②一定條件下,在體積相同的甲、乙、丙、丁四個容器中,起始投入物質(zhì)如下:

NH3(g)/mol

CH3OH(g)/mol

反應條件

1

1

498K,恒容

1

1

598K,恒容

1

1

598K,恒壓

2

3

598K,恒容

達到平衡時,甲、乙、丙、丁容器中的CH3OH轉(zhuǎn)化率由大到小的順序為_______________

(2)工業(yè)上利用鎵(Ga)與NH3在高溫下合成固體半導體材料氮化鎵(GaN),其反應原理為2Ga(s)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g)△H=-30.81kJ·mol-1。

①在密閉容器中充入一定量的Ga與NH3發(fā)生反應,實驗測得反應體系與溫度、壓強的相關曲線如圖所示。圖中A點與C點的化學平衡常數(shù)分別為KA和KC,下列關系正確的是_________(填代號)。

a.縱軸a表示NH3的轉(zhuǎn)化率 b.縱軸a表示NH3的體積分數(shù) c.T1<T2 d.KA<Kc

②鎵在元素周期表位于第四周期第ⅢA族,化學性質(zhì)與鋁相似。氮化鎵性質(zhì)穩(wěn)定,不溶于水,但能緩慢溶解在熱的NaOH溶液中,該反應的離子方程式為_____________________。

(3)用氮化鎵與銅組成如圖所示的人工光合系統(tǒng),利用該裝置成功地以CO2和H2O為原料合成CH4。銅電極表面發(fā)生的電極反應式為___________。兩電極放出O2和CH4相同條件下的體積比為________,為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入少量的__________(填“鹽酸”或“硫酸”)。

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【題目】化合物E是香料、染料的中間體,一種合成路線如下:

回答下列問題:

(1)A中官能團名稱為______________,的反應類型是___________1molANaOH熱溶液充分反應消耗NaOH的物質(zhì)的量為__________mol。

(2)分別寫出反應和反應化學方程式。

反應__________________________________________________

反應__________________________________________________

(3)寫出與D互為同分異構(gòu)體的含酯基化合物的結(jié)構(gòu)簡式____________________

(4)乙酸甲酯(CH3COOCH3)可用作溶纖劑、噴漆溶劑,以及用于制備人造革。設計由甲醇為起始原料制備乙酸甲酯(CH3COOCH3)的合成路線(無機試劑任選)。合成路線常用的表示方式為:AB 目標產(chǎn)物 ___________________________。

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【題目】有關下列四個常用電化學裝置的敘述中,正確的是

圖Ⅰ堿性鋅錳電池

圖Ⅱ鉛-硫酸蓄電池

圖Ⅲ電解精煉銅

圖Ⅳ銀鋅紐扣電池

A. 圖Ⅰ所示電池中,MnO2的作用是催化劑

B. 圖Ⅱ所示電池放電過程中,硫酸濃度不斷增大

C. 圖Ⅲ所示裝置工作過程中,電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變

D. 圖Ⅳ所示電池中,Ag2O是氧化劑,電池工作過程中還原為Ag

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【題目】實驗室用濃鹽酸、二氧化錳共熱制氯氣,并用制得的氯氣和氫氧化鈣制取少量漂粉精,F(xiàn)已知反應:2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O是放熱反應。溫度稍高會發(fā)生副反應:6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O。

現(xiàn)有3個同學分別設計的3套實驗裝置如圖:

1C裝置中發(fā)生反應的化學方程式為:___,E裝置中發(fā)生反應的化學方程式為:___

2)請從以下幾個方面對甲乙丙3套實驗裝置的優(yōu)缺點作出評價,并將符合題目要求的選項的序號填在表中空格中。___

a.不容易控制反應速率 b.容易控制反應速率

c.有副反應發(fā)生 d.可防止副反應發(fā)生

e.污染環(huán)境 f.可防止污染環(huán)境

優(yōu)點

缺點

甲裝置

乙裝置

丙裝置

3)上述裝置中甲由A、B兩部分組成,乙由C、DE三部分組成,丙由F、G兩部分組成,請從上述裝置中選取合理的部分,組裝一套較完整的實驗裝置,裝置各部分的連接順序是___(按氣流流動的方向)。該組合中還缺少的裝置是___(用文字說明),需要該裝置的原因是___。

4)實驗室若用16mol/L的鹽酸100mL與足量的二氧化錳反應,理論上最終生成的次氯酸鈣的物質(zhì)的量最多不超過___mol。

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【題目】一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列說法不正確的是

A. 電池工作時,CO32向電極A移動

B. 電極AH2參與的電極反應:H2-2e=2H+

C. 電極B上發(fā)生電極反應:O2+2CO2+4e=2CO32

D. 反應CH4+H2O=3H2+CO,每消耗22.4 L CH4氣體,轉(zhuǎn)移6 mol e

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