Question

4．含硫元素的化合物很多，在工業(yè)上的應(yīng)用也很廣泛．回答下列問題：
（1）硫在元素周期表中的位置為第三周期第ⅥA族．已知氫硫酸是二元弱酸，寫出其電離方程式：H₂S?H⁺+HS^-、HS^-?H⁺+S^2-．
（2）乙硫醇（C₂H₅SH）俗稱煤氣的“報警器”，有強(qiáng)烈的蒜氣味，具有可燃性．乙硫醇中硫元素的化合價為-2，在空氣中充分燃燒的化學(xué)方程式是2C₂H₅SH+9O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$4CO₂+2SO₂+6H₂O．
（3）硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）具有很強(qiáng)的還原性，在溶液中易被Cl₂氧化，常用作脫氯劑，該反應(yīng)的離子方程式為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O═2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．
（4）連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）俗稱保險粉，是一種強(qiáng)還原劑，可用于除去廢水中的重鉻酸根離子（Cr₂O₇^2-被轉(zhuǎn)化為Cr³⁺），這是目前除去酸性廢水中鉻離子的有效方法之一，則每消耗0.1mol保險粉，理論上可以除去Cr₂O₇^2-的物質(zhì)的量為0.1mol．
（5）由硫和鈉反應(yīng)可制得多硫化鈉Na₂S_x，x的值一般為2～6．
①但x=2時，稱為過硫化鈉，過硫化鈉加入鹽酸中有硫沉淀析出，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1；
②鈉硫高能電池的工作溫度為200℃左右，電池反應(yīng)為2Na+xS═Na₂S_x，正極的電極反應(yīng)式為xS+2e^-=S_x^2-（或2Na⁺+xS+2e^-=Na₂S_x），與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池4.5倍．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)硫原子結(jié)構(gòu)判斷周期表中的位置，硫化氫是二元弱酸存在兩步電離；
（2）乙硫醇（C₂H₅SH）中硫元素化合價類似于乙醇中的氧元素，化合價為-2價，充分燃燒生成二氧化碳、二氧化硫和水；
（3）Na₂S₂O₃還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，則氯氣被還原為氯離子；
（4）依據(jù)連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）被重鉻酸根離子（Cr₂O₇^2-被轉(zhuǎn)化為Cr³⁺）氧化為硫酸根離子的反應(yīng)定量關(guān)系計算分析；
（5）①過硫化鈉加入鹽酸中有硫沉淀析出，Na₂S₂中硫元素為-1價，生成S沉淀為0價，所以還生成硫元素為-2價的H₂S，元素化合價升高的得到氧化產(chǎn)物，元素化合價降低的得到還原產(chǎn)物；
②原電池正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合原電池的構(gòu)成條件和題意實際情況來分析M的作用，根據(jù)鉛蓄電池的工作原理和鈉硫高能電池的工作原理和電子守恒計算來回答；

解答 解：（1）由硫原子結(jié)構(gòu)中有三個電子層，最外層6個電子，則位于周期表中第三周期ⅥA族，硫化氫是二元弱酸存在兩步電離，電離方程式為：H₂S?H⁺+HS^-、HS^-?H⁺+S^2-；
故答案為：第三周期ⅥA族；H₂S?H⁺+HS^-、HS^-?H⁺+S^2-；
（2）乙硫醇（C₂H₅SH）中硫元素化合價類似于乙醇中的氧元素，化合價為-2價，充分燃燒生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式2C₂H₅SH+9O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$4CO₂+2SO₂+6H₂O；
故答案為：-2；2C₂H₅SH+9O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$4CO₂+2SO₂+6H₂O；
（3）Na₂S₂O₃還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，則氯氣被還原為氯離子，離子反應(yīng)為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O═2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
故答案為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O═2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
（4）連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）被重鉻酸根離子（Cr₂O₇^2-被轉(zhuǎn)化為Cr³⁺）氧化為硫酸根離子，除去廢水中的重鉻酸根離子時保險粉作還原劑，被氧化為SO₄^2-，每摩爾保險粉失6mol電子，而每摩爾Cr₂O₇^2-得6mol電子，所以每消耗0.1mol保險粉，理論上可以除去Cr₂O₇^2-的物質(zhì)的量為0.1mol；
故答案為：0.1；
（5）①過硫化鈉加入鹽酸中有硫沉淀析出，Na₂S₂中硫元素為-1價，生成S沉淀為0價，所以還生成硫元素為-2價的H₂S，則反應(yīng)方程式為：Na₂S₂+2HCl=2NaCl+H₂S↑+S↓，Na₂S₂中硫元素為-1價，降低到-2價，被還原，所以還原產(chǎn)物為H₂S，反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比1：1；
故答案為：1：1；
②正極上硫得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極電極反應(yīng)式為：xS+2e^-═S_x^2-，熔融狀態(tài)下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽離子而使電解質(zhì)導(dǎo)電，且鈉易和硫反應(yīng)，所以它起到離子導(dǎo)電和隔離作用，鈉高能電池中負(fù)極為鈉，有23g鈉消耗釋放1mol e^-，則207g鈉消耗時轉(zhuǎn)移$\frac{207}{23}$mol e^-，鉛蓄電池的電極反應(yīng)為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O，鉛蓄電池中鉛是負(fù)極，207g鉛消耗時轉(zhuǎn)移 2mol e^-，故鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的：207÷23÷2=4.5 倍，
故答案為：xS+2e^-=S_x^2-（或2Na⁺+xS+2e^-=Na₂S_x）；離子導(dǎo)電（導(dǎo)電或電解質(zhì)）和隔離鈉與硫；4.5．

點評 本題考查了硫及其化合物性質(zhì)的分析判斷，離子方程式的書寫方法，氧化還原反應(yīng)計算應(yīng)用，原電池原理的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．