Question

15．硫的多種化合物在工業(yè)中有重要的應用．
（1）連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）又稱保險粉，是最適合木漿造紙的漂白劑，其水溶液性質不穩(wěn)定，有極強的還原性．
①Na₂S₂O₄中S元素的化合價為+3．
②Na₂S₂O₄暴露于空氣中易吸收氧氣和水蒸氣而變質，發(fā)生反應時，當氧化劑和還原劑的物質的量之比為l：2時，產物為NaHSO₃（填化學式）．
③將甲酸和NaOH溶液混合，再通入SO₂氣體，會得到保險粉，此時甲酸被氧化為CO₂．該反應的化學方程式為HCOOH+2SO₂+2NaOH=Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O．
（2）鉻會造成環(huán)境污染．某酸性廢水中含有Cr₂O₇^2-，處理時可用焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）將Cr₂O₇^2-轉化為毒性較低的Cr³⁺，再調節(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，達到排放標準．
①Na₂S₂O₅參加反應的離子方程式為3S₂O₅^2-+2Cr₂O₇^2-+10H⁺=6SO₄^2-+4Cr³⁺+5H₂O．
②處理后的廢水中Cr³⁺的物質的量濃度為1×10^-5mol/L．

Answer 1

分析 （1）①根據化合價代數和為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，根據得失電子守恒計算反應后產物；
③根據題意，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，據此書寫方程式；
（2）①焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）將Cr₂O₇^2-轉化為毒性較低的Cr³⁺，同時焦亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉，根據電子守恒和原子守恒書寫方程式；
②根據分離出污泥后測得廢水中Cr³⁺濃度為0.52mg/L計算Cr³⁺的物質的量濃度．

解答 解：（1）①因為Na為+1價，O為-2價，根據化合價代數和為0，則S為+3價，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的量之比為l：2，設Na₂S₂O₄被氧化后硫的化合價為+x價，則根據得失電子守恒，1×4=2×2×（x-3），解得x=4，又有水蒸氣參與反應，所以產物為NaHSO₃；故答案為：NaHSO₃；
③根據題意，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-轉化為毒性較低的Cr³⁺，同時焦亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉，其反應的離子方程式為：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．

點評 本題考查了物質的性質及其氧化還原反應原理，題目難度中等，正確分析題中給予信息為解答關鍵，試題知識點較多，充分考查了學生的分析、理解能力．