Question

15．硫的多種化合物在工業(yè)中有重要的應(yīng)用．
（1）連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）又稱保險(xiǎn)粉，是最適合木漿造紙的漂白劑，其水溶液性質(zhì)不穩(wěn)定，有極強(qiáng)的還原性．
①Na₂S₂O₄中S元素的化合價(jià)為+3．
②Na₂S₂O₄暴露于空氣中易吸收氧氣和水蒸氣而變質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)時(shí)，當(dāng)氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為l：2時(shí)，產(chǎn)物為NaHSO₃（填化學(xué)式）．
③將甲酸和NaOH溶液混合，再通入SO₂氣體，會(huì)得到保險(xiǎn)粉，此時(shí)甲酸被氧化為CO₂．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCOOH+2SO₂+2NaOH=Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O．
（2）鉻會(huì)造成環(huán)境污染．某酸性廢水中含有Cr₂O₇^2-，處理時(shí)可用焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）將Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為毒性較低的Cr³⁺，再調(diào)節(jié)pH至8，使鉻元索沉降，分離出污泥后測得廢水中Cr³⁺濃度為0.52mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)．
①Na₂S₂O₅參加反應(yīng)的離子方程式為3S₂O₅^2-+2Cr₂O₇^2-+10H⁺=6SO₄^2-+4Cr³⁺+5H₂O．
②處理后的廢水中Cr³⁺的物質(zhì)的量濃度為1×10^-5mol/L．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0分析；
②Na₂S₂O₄暴露于空氣中易被氧氣氧化，則氧化劑為氧氣，還原劑為Na₂S₂O₄，根據(jù)得失電子守恒計(jì)算反應(yīng)后產(chǎn)物；
③根據(jù)題意，甲酸和NaOH溶液混合，再通入SO₂氣體，甲酸被氧化為CO₂，SO₂氣體被還原成Na₂S₂O₄，據(jù)此書寫方程式；
（2）①焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）將Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為毒性較低的Cr³⁺，同時(shí)焦亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉，根據(jù)電子守恒和原子守恒書寫方程式；
②根據(jù)分離出污泥后測得廢水中Cr³⁺濃度為0.52mg/L計(jì)算Cr³⁺的物質(zhì)的量濃度．

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；
②Na₂S₂O₄暴露于空氣中易被氧氣氧化，則氧化劑為氧氣，還原劑為Na₂S₂O₄，又氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為l：2，設(shè)Na₂S₂O₄被氧化后硫的化合價(jià)為+x價(jià)，則根據(jù)得失電子守恒，1×4=2×2×（x-3），解得x=4，又有水蒸氣參與反應(yīng)，所以產(chǎn)物為NaHSO₃；故答案為：NaHSO₃；
③根據(jù)題意，甲酸和NaOH溶液混合，再通入SO₂氣體，甲酸被氧化為CO₂，SO₂氣體被還原成Na₂S₂O₄，則方程式為HCOOH+2SO₂+2NaOH=Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O；故答案為：HCOOH+2SO₂+2NaOH=Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O；
（2）①焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）將Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為毒性較低的Cr³⁺，同時(shí)焦亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉，其反應(yīng)的離子方程式為：3S₂O₅^2-+2Cr₂O₇^2-+10H⁺=6SO₄^2-+4Cr³⁺+5H₂O；
故答案為：3S₂O₅^2-+2Cr₂O₇^2-+10H⁺=6SO₄^2-+4Cr³⁺+5H₂O；
②分離出污泥后測得廢水中Cr³⁺濃度為0.52mg/L，c（Cr³⁺）=$\frac{0.52×10{\;}^{-3}g/L}{52g/mol}$=1×10^-5mol/L；
故答案為：1×10^-5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的性質(zhì)及其氧化還原反應(yīng)原理，題目難度中等，正確分析題中給予信息為解答關(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力．