Question

15．硫的多种化合物在工业中有重要的应用．
（1）连二亚硫酸钠（Na₂S₂O₄）又称保险粉，是最适合木浆造纸的漂白剂，其水溶液性质不稳定，有极强的还原性．
①Na₂S₂O₄中S元素的化合价为+3．
②Na₂S₂O₄暴露于空气中易吸收氧气和水蒸气而变质，发生反应时，当氧化剂和还原剂的物质的量之比为l：2时，产物为NaHSO₃（填化学式）．
③将甲酸和NaOH溶液混合，再通入SO₂气体，会得到保险粉，此时甲酸被氧化为CO₂．该反应的化学方程式为HCOOH+2SO₂+2NaOH=Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O．
（2）铬会造成环境污染．某酸性废水中含有Cr₂O₇^2-，处理时可用焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）将Cr₂O₇^2-转化为毒性较低的Cr³⁺，再调节pH至8，使铬元索沉降，分离出污泥后测得废水中Cr³⁺浓度为0.52mg/L，达到排放标准．
①Na₂S₂O₅参加反应的离子方程式为3S₂O₅^2-+2Cr₂O₇^2-+10H⁺=6SO₄^2-+4Cr³⁺+5H₂O．
②处理后的废水中Cr³⁺的物质的量浓度为1×10^-5mol/L．

Answer 1

分析 （1）①根据化合价代数和为0分析；
②Na₂S₂O₄暴露于空气中易被氧气氧化，则氧化剂为氧气，还原剂为Na₂S₂O₄，根据得失电子守恒计算反应后产物；
③根据题意，甲酸和NaOH溶液混合，再通入SO₂气体，甲酸被氧化为CO₂，SO₂气体被还原成Na₂S₂O₄，据此书写方程式；
（2）①焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）将Cr₂O₇^2-转化为毒性较低的Cr³⁺，同时焦亚硫酸钠被氧化为硫酸钠，根据电子守恒和原子守恒书写方程式；
②根据分离出污泥后测得废水中Cr³⁺浓度为0.52mg/L计算Cr³⁺的物质的量浓度．

解答 解：（1）①因为Na为+1价，O为-2价，根据化合价代数和为0，则S为+3价，故答案为：+3；
②Na₂S₂O₄暴露于空气中易被氧气氧化，则氧化剂为氧气，还原剂为Na₂S₂O₄，又氧化剂和还原剂的物质的量之比为l：2，设Na₂S₂O₄被氧化后硫的化合价为+x价，则根据得失电子守恒，1×4=2×2×（x-3），解得x=4，又有水蒸气参与反应，所以产物为NaHSO₃；故答案为：NaHSO₃；
③根据题意，甲酸和NaOH溶液混合，再通入SO₂气体，甲酸被氧化为CO₂，SO₂气体被还原成Na₂S₂O₄，则方程式为HCOOH+2SO₂+2NaOH=Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O；故答案为：HCOOH+2SO₂+2NaOH=Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O；
（2）①焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）将Cr₂O₇^2-转化为毒性较低的Cr³⁺，同时焦亚硫酸钠被氧化为硫酸钠，其反应的离子方程式为：3S₂O₅^2-+2Cr₂O₇^2-+10H⁺=6SO₄^2-+4Cr³⁺+5H₂O；
故答案为：3S₂O₅^2-+2Cr₂O₇^2-+10H⁺=6SO₄^2-+4Cr³⁺+5H₂O；
②分离出污泥后测得废水中Cr³⁺浓度为0.52mg/L，c（Cr³⁺）=$\frac{0.52×10{\;}^{-3}g/L}{52g/mol}$=1×10^-5mol/L；
故答案为：1×10^-5．

点评 本题考查了物质的性质及其氧化还原反应原理，题目难度中等，正确分析题中给予信息为解答关键，试题知识点较多，充分考查了学生的分析、理解能力．