Question

【題目】硫的含氧酸有很多種，除常見的硫酸、亞硫酸外，還有很多其他酸，如焦亞硫酸(H2S2O5)、過一硫酸(H2SO5) 和過二硫酸(H2S2O8) 等。過一硫酸是一種一元強酸，可用于游泳池消毒，其結構式如圖所示。過二硫酸是一種白色晶體，受熱易分解，有強吸水性，極易溶于水且在水中會逐漸水解得到硫酸和過氧化氫，請回答下列相關問題。

(1)過一硫酸中硫元素的化合價是_________。過二硫酸的結構式是_____________。

(2)工業上制備過二硫酸溶液的流程之一如下：

①電解時陽極的電極反應式為______

②陽極材料能否用銅絲代替鉑絲？________(填“能”或“不能”)，說明理由：__________。

(3)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是重要的抗氧化劑，工業上利用煙道氣中的SO2生產Na2S2O5的工藝為：

①pH＝4.1時，Ⅰ中為________溶液(寫化學式)。

②工藝中加入Na2CO3固體，并再次充入SO2的目的是___________。

③葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑，在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.010 00 mol·L－1的碘標準液滴定至終點，消耗10.00 mL。滴定反應的離子方程式為_______________ ，該樣品中Na2S2O5的殘留量為______g·L－1(以SO2計)。

Answer 1

【答案】+6 2SO42-－2e－===S2O82- 不能 銅是活性電極，銅作陽極時本身會失去電子 NaHSO3 得到NaHSO3過飽和溶液 S2O52-＋2I2＋3H2O===2SO42-＋4I－＋6H＋ 0.128

【解析】

(1)過一硫酸中，H顯+1價，5個O中，有3個顯-2價，2個顯-1價，由此可確定硫元素的化合價。過二硫酸可看作是H2O2中氫原子被-SO3H取代的產物，由此可確定其結構式。

(2)①在電解池中，與電源負極相連的是電解池的陰極，在陰極，H+得電子生成H2，在陽極，SO42-失電子轉化為S2O82-，由此可寫出電解時陽極的電極反應式。

②陽極材料若用銅絲代替鉑絲，則銅失電子，不可能生成S2O82-。

(3)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是由NaHSO3結晶脫水生成，所以前面各項操作的目的是為了獲得濃度盡可能大的NaHSO3溶液，兩次使用Na2CO3，兩次通入SO2，都是為了提高溶液中NaHSO3的濃度。

在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，可利用反應建立關系式：S2O52-——2I2——2SO2，利用已知數據求解。

(1)過一硫酸中，硫與氧形成6個共用電子對，硫元素的化合價是+6價。過二硫酸可看作是H2O2中氫原子被-SO3H取代的產物，其結構簡式為過二硫酸的結構式是。答案為：+6；；

(2)①電解產物中的H2一定在陰極生成，則陽極產物為S2O82-，電極反應式為2SO42-－2e－== S2O82-。答案為：2SO42-－2e－==S2O82-；

②不能用銅絲代替鉑絲，陽極用銅絲時，銅失電子，不能生成S2O82-，理由為：銅是活性電極，銅作陽極時本身會失去電子。答案為：不能；銅是活性電極，銅作陽極時本身會失去電子；

(3)①酸性條件下，過量SO2與Na2CO3溶液反應生成NaHSO3。答案為：NaHSO3；

②工藝中加入Na2CO3固體并再次通入SO2，可不斷增大溶液中溶質的質量，從而使溶液的濃度不斷增大，其目的是得到NaHSO3過飽和溶液。答案為：得到NaHSO3過飽和溶液；

③根據得失電子、電荷及質量守恒，可寫出反應的離子方程式為S2O52-＋2I2＋3H2O==2SO42-＋4I－＋6H＋，n(S2O52-)＝×n(I2)＝×0.010 00 mol·L－1×10.00×10－3 L＝5×10－5 mol，該樣品中S2O52-的殘留量(以SO2計)為5×10－5 mol×2×64 g·mol－1× ＝0.128 g·L－1。答案為：S2O52-＋2I2＋3H2O==2SO42-＋4I－＋6H＋；0.128。