Question

【題目】物質的類別和核心元素的化合價是研究物質性質的兩個角度。請根據圖所示回答下列問題：

(1)X與Y反應可生成淡黃色固體，反應的化學方程式____________________。

(2)欲制備Na2S2O3，從氧化還原角度分析，下列選項中合理的反應物是______（填序號）。

a．Na2SO3與S b．Na2S與S

c．SO2與Na2SO4 d．Na2SO3與Na2SO4

(3)7.7g鋅鎂合金與一定量濃硫酸恰好完全反應，生成SO2與H2的混合氣體3.36L(標準狀況)，反應中轉移的電子的物質的量為___________。

(4)處理SO2廢氣的一種工藝如圖所示：

①SO2和酸性Fe2(SO4)3溶液反應的離子方程式是________________________。

②溶液B與空氣發生反應生成溶液C，其中氧化劑是______________。

③推斷Fe3+、O2和SO42－的氧化性由強到弱的順序是______________。

Answer 1

【答案】2H2S+SO2=3S↓+2H2O a 0.3mol SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42－+4H+ O2 O2＞Fe3+＞SO42－

【解析】

(1)根據圖示，X為S元素的化合價為-2的氣態氫化物，則X為H2S，Y為S元素的化合價為+4的氧化物，則Y為SO2，W為S元素的化合價為+6的酸，則W為H2SO4，Z為S元素的化合價為+4的鹽，則Z為Na2SO3，據此分析結合物質的性質解答；

(2)欲制備Na2S2O3，從氧化還原角度分析，反應屬于歸中反應；

(3)鋅鎂合金與濃硫酸發生：Zn+2H2SO4═ZnSO4+SO2↑+2H2O，Mg+2H2SO4═Mg SO4+SO2↑+2H2O隨著反應的進行，硫酸濃度降低，發生：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，Mg +H2SO4═MgSO4+H2↑，生成氣體為SO2和H2的混合物根據反應方程式可知，不論生成氫氣還是SO2，生成氣體的物質的量與金屬的物質的量相等，即合金中鋅鎂的物質的量與SO2和H2的混合氣體的物質的量相等，列關系式解答；

(4)由工藝流程可知，A中的反應為2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，B中的反應為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，C中鐵離子循環利用，結合氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化物分析，

①SO2和酸性Fe2(SO4)3溶液發生氧化還原反應生成硫酸亞鐵和硫酸；

②B中的反應為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，氧元素化合價降低做氧化劑；

③氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性。

(1)X為H2S，Y為SO2，H2S與SO2反應可生成S單質，反應的化學方程式：2H2S+SO2=3S↓+2H2O；

(2)Na2S2O3中硫元素為+2價，若有兩種含硫元素的物質制備Na2S2O3，所發生的反應屬于歸中反應，兩種物質硫元素的化合價一個高于+2價，一個低于+2價；

a．Na2SO3中硫元素為+4價，硫單質中硫元素為0價，故a合理；

b．Na2S中硫元素的化合價為-2價，S單質中硫元素為0價，故b不合理；

c．SO2中硫元素為+4價， Na2SO4中硫元素為+6價 ，故c不合理；

d．Na2SO3中硫元素為+4價，Na2SO4中硫元素為+6價，故d不合理；

答案選a；

(3)鋅鎂合金與濃硫酸發生：Zn+2H2SO4═ZnSO4+SO2↑+2H2O，Mg+2H2SO4═Mg SO4+SO2↑+2H2O隨著反應的進行，硫酸濃度降低，發生：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，Mg +H2SO4═MgSO4+H2↑，生成氣體為SO2和H2的混合物，物質的量為=0.15mol，根據反應方程式可知，不論生成氫氣還是SO2，生成氣體的物質的量與金屬的物質的量相等，即合金中鋅鎂的物質的量與SO2和H2的混合氣體的物質的量相等，為0.15mol，根據氧化還原反應電子得失守恒，反應中，鋅鎂分別由單質0價變為+2價離子，鋅鎂失去的電子總量即為反應中轉移的電子總量，設鋅、鎂的物質的量分別為x、y，則x+y=0.15mol，65x+24y=7.7g，解得：x=0.1mol，y=0.05mol，反應中轉移的電子的物質的量=0.1mol×(2-0)+0.05mol×(2-0)=0.3mol；

(4)①由上述分析可知溶液A中的反應為SO2和酸性Fe2(SO4)3溶液發生氧化還原反應生成硫酸亞鐵和硫酸，反應的離子方程式為：SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42－+4H+；

②B中的反應為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，氧元素化合價降低，氧氣做氧化劑；

③A中發生SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42－+4H+，溶液B中發生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，由氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性可知氧化性為O2＞Fe3+＞SO42。