Question

17．硫的含氧酸及含氧酸鹽的種類較多，這些物質在工業(yè)生產中具有較為廣泛的用途．回答下列問題：
（1）連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）用于紡織工業(yè)的還原性染色及絲、毛、尼龍等織物的漂白，還可用于肥皂、竹器、瓷土的漂白等．
①H₂S₂O₄中，S的化合價為+3價；
②連二亞硫酸是一種二元弱酸，其第一步電離的電離常數(shù)表達式K_a=$\frac{c（H{S}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}{S}_{2}{O}_{4}）}$；
③連二亞硫酸鈉暴露于空氣中易吸收氧氣和潮氣而被氧化，且氧化產物隨著O₂的量不同而不同，當O₂足量時，被完全氧化為NaHSO₄，反應的化學方程式為2Na₂S₂O₄+3O₂+2H₂O=4NaHSO₄ ；若生成物NaHSO₃：NaHSO₄的物質的量之比為13：1時，該反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為4：7．
（2）過硫酸鉀（K₂S₂O₈）可用作漂白劑、強氧化劑、照相藥品、分析試劑等．電解含硫酸、硫酸銨的電解液可制備H₂S₂O₈，其與硫酸銨反應生成（NH₄）₂S₂O₈，再加入K₂SO₄可制得K₂S₂O₈．
①電解含硫酸、硫酸銨的電解液時陽極反應式為2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-（或2HSO₄^--2e^-=S₂O₈^2-+2H⁺）；
②電解過程中發(fā)生反應：（NH₄）₂SO₄+H₂S₂O₈=（NH₄）₂S₂O₈+H₂SO₄，電解后加入K₂SO₄發(fā)生的反應為（NH₄）₂S₂O₈+K₂SO₄+H₂SO₄=K₂S₂O₈+2NH₄HSO₄，然后經冷卻、分離、結晶、干燥，制得過硫酸鉀成品．后者能發(fā)生的原因是K₂S₂O₈溶解度小于（NH₄）₂S₂O₈、K₂SO₄的溶解度．

Answer 1

分析 （1）①根據化合價代數(shù)和為0分析；
②連二亞硫酸是一種二元弱酸，其第一步電離方程式為H₂S₂O₄?HS₂O₄^-+H⁺，據此書寫電離常數(shù)表達式K_a；
③Na₂S₂O₄易吸收氧氣和潮氣而被氧化，當O₂足量時，被完全氧化為NaHSO₄，原子守恒配平書寫化學方程式，若生成物NaHSO₃：NaHSO₄的物質的量之比為13：1時，依據電子守恒計算氧化劑與還原劑的物質的量之比；
（2）①電解池中陽極SO₄^2-發(fā)生氧化反應，陰極H⁺放電發(fā)生還原反應；
②電解后加入K₂SO₄發(fā)生的反應為（NH₄）₂S₂O₈+K₂SO₄+H₂SO₄=K₂S₂O₈+2NH₄HSO₄，然后經冷卻、分離、結晶、干燥，制得過硫酸鉀成品是利用反應前后物質溶解度不同分析．

解答 解：（1）①因為Na為+1價，O為-2價，根據化合價代數(shù)和為0，則S為+3價，故答案為：+3；
②連二亞硫酸是一種二元弱酸，其第一步電離方程式為H₂S₂O₄?HS₂O₄^-+H⁺，據此書寫電離常數(shù)表達式K_a=$\frac{c（H{S}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}{S}_{2}{O}_{4}）}$，故答案為：$\frac{c（H{S}_{2}{{O}_{4}}^{-}）c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}{S}_{2}{O}_{4}）}$；
③Na₂S₂O₄易吸收氧氣和潮氣而被氧化，當O₂足量時，被完全氧化為NaHSO₄，原子守恒配平書寫化學方程式為：2Na₂S₂O₄+3O₂+2H₂O=4NaHSO₄，若生成物NaHSO₃：NaHSO₄的物質的量之比為13：1時，反應的化學方程式為：7Na₂S₂O₄+4O₂+7H₂O=13NaHSO₃+NaHSO₄，依據化學方程式和電子守恒計算氧化劑與還原劑的物質的量之比為：4：7，
故答案為：2Na₂S₂O₄+3O₂+2H₂O=4NaHSO₄ ；4：7；
（2）①陽極失電子化合價升高：2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-（或2HSO₄^--2e^-=S₂O₈^2-+2H⁺），陰極H⁺放電；
故答案為：2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-（或2HSO₄^--2e^-=S₂O₈^2-+2H⁺）；
②電解后加入K₂SO₄發(fā)生的反應為（NH₄）₂S₂O₈+K₂SO₄+H₂SO₄=K₂S₂O₈+2NH₄HSO₄，然后經冷卻、分離、結晶、干燥，制得過硫酸鉀成品．此反應能發(fā)生的原因是K₂S₂O₈溶解度小于（NH₄）₂S₂O₈、K₂SO₄的溶解度，會析出晶體，
故答案為：K₂S₂O₈溶解度小于（NH₄）₂S₂O₈、K₂SO₄的溶解度．

點評 本題考查了含硫物質性質、化學方程式書寫、氧化還原反應電子守恒計算、電解原理應用等知識點，注意題干信息分析，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．