Question

7．硫化氫（H₂S）的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題．
（1）H₂S和CO混合加熱可制得羰基硫（COS）．羰基硫可作糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害．反應(yīng)方程式為：CO（g）+H₂S（g）?COS（g）+H₂（g）
①羰基硫的電子式為其含有的共價鍵類型是極性共價鍵．
②下列能說明碳與硫兩元素非金屬性相對強(qiáng)弱的是ac．
a．相同條件下水溶液的pH：NaHCO₃＞NaHSO₄
b．酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃
c．S與H₂的化合比C與H₂的化合更容易
（2）H₂S具有還原性，在酸性條件下，能與KMnO₄反應(yīng)生成S、MnSO₄、K₂SO₄和H₂O，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式5H₂S+2KMnO₄+3H₂SO₄=5S↓+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O．
（3）H₂S氣體溶于水形成的氫硫酸是一種二元弱酸，25℃時，在0.10mol•L^-1 H₂S溶液中，通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH，溶液pH與c（S^2-）關(guān)系如圖1所示（忽略溶液體積的變化、H₂S的揮發(fā)）．

①pH=13時，溶液中的c（H₂S）+c（HS^-）=0.043mol•L^-1．
②某溶液含0.020mol•L^-1Mn²⁺、0.10mol•L^-1H₂S，當(dāng)溶液pH=5時，Mn²⁺開始沉淀．[已知：Ksp（MnS）=2.8×10^-13]．
（4）H₂S的廢氣可用燒堿溶液吸收，將燒堿吸收H₂S后的溶液加入到如圖2所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解．電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：
S^2--2e^-=S↓　　　　 （n-1）S+S^2-?S_n^2-
①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式：2H⁺+2e^-=H₂↑（或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-）．
②Na₂S溶液中離子濃度由大到小順序：c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）①羰基硫與二氧化碳是等電子體，其結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)二氧化碳電子式書寫羰基硫電子式；不同非金屬元素之間易形成極性鍵；
②元素的非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，其單質(zhì)與氫氣化合越容易，其氫化物越穩(wěn)定，其最高價氧化物的水化物酸性越強(qiáng)；
（2）該反應(yīng)中S元素化合價由-2價變?yōu)?價、+6價，Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式；
（3）①任何電解質(zhì)溶液中都存在物料守恒，根據(jù)物料守恒計算；
②當(dāng)Qc=K_sp（MnS）時開始沉淀，由此求出硫離子的濃度，結(jié)合圖象得出此時的pH；
（4）①陽極上硫離子放電，電極反應(yīng)式為S^2--2e^-═S，陰極上氫離子放電生成氫氣；
②硫離子存在兩步水解，且第一步水解程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二步，兩步水解都生成OH^-，溶液呈堿性，溶液中氫離子濃度很�。�

解答 解：（1）①羰基硫與二氧化碳是等電子體，其結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)二氧化碳電子式書寫羰基硫電子式為；不同非金屬元素之間易形成極性鍵，所以該分子中存在極性鍵，故答案為：；極性；
②a．相同條件下水溶液的pH：NaHCO₃＞NaHSO₄，可知硫酸酸性大于碳酸，則非金屬性S＞C，故選；
b．亞硫酸不是最高價含氧酸，則酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃，不能比較非金屬性，故不選；
c．S與H₂的化合比C與H₂的化合更容易，則非金屬性S＞C，故選；
故答案為：ac；
（2）該反應(yīng)中S元素化合價由-2價變?yōu)?價、+6價，Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式為5H₂S+2KMnO₄+3H₂SO₄=5S↓+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O，
故答案為：5H₂S+2KMnO₄+3H₂SO₄=5S↓+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O；
（3）①根據(jù)溶液pH與c（S^2-）關(guān)系圖pH=13時，c（S^2-）=5.7×10^-2mol/L，在0.10mol•L^-1H₂S溶液中根據(jù)硫守恒c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）=0.10mol•L^-1，所以c（H₂S）+c（HS^-）=0.1-5.7×10^-2=0.043mol/L，
故答案為：0.043；
②當(dāng)Qc=K_sp（MnS）時開始沉淀，所以c（S^2-）=$\frac{{K}_{sp}（MnS）}{c（M{n}^{2+}）}$=$\frac{2.8×1{0}^{-13}}{0.020}$mol/L=1.4×10^-11mol/L，結(jié)合圖象得出此時的pH=5，所以pH=5時錳離子開始沉淀，
故答案為：5；
（4）①陽極上硫離子放電，電極反應(yīng)式為S^2--2e^-═S，陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑（或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-）；
②硫離子存在兩步水解，且第一步水解程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二步，兩步水解都生成OH^-，溶液呈堿性，溶液中氫離子濃度很小，所以離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評 本題考查較綜合，涉及離子濃度大小比較、原電池和電解池原理、氧化還原反應(yīng)、非金屬性強(qiáng)弱比較等知識點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，明確化學(xué)反應(yīng)原理、元素化合物性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意非金屬性強(qiáng)弱比較中只有其最高價氧化物的水化物酸性強(qiáng)弱才能比較得出正確結(jié)論，其一般的酸酸性強(qiáng)弱不能比較得出正確結(jié)論，為易錯點(diǎn)．