Question

8．H₂S、SO₂在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中具有重要應(yīng)用．
（1）H₂S具有還原性，在酸性條件下，能與KMnO₄溶液反應(yīng)生成S和Mn²⁺，試寫出該反應(yīng)的離子方程式5H₂S+2MnO₄^-+6H⁺=5S↓+2Mn²⁺+8H₂O．
（2）H₂S氣體溶于水形成的氫硫酸是一種二元弱酸，25℃時(shí)，在0.10mol•L^-1H₂S溶液中，通人HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH，溶液pH與c（S^2-）關(guān)系如圖1所示（忽略溶液體積的變化、H₂S的揮發(fā)）．

①pH=13時(shí)，溶液中的c（H₂S）+c（HS^-）=0.043mol•L^-1；
②某溶液含0.010mol•L^-1Fe²⁺、未知濃度的Mn²⁺和0.10mol•L^-1H₂S，當(dāng)溶液pH=2時(shí)，F(xiàn)e²⁺開始沉淀；當(dāng)Mn²⁺開始沉淀時(shí)，溶液中$\frac{c（M{n}^{2+}）}{c（F{e}^{2+}）}$=2×10⁶． 已知：K_SP（FeS）=1.4×10^-19，K_SP（MnS）=2.8×10^-13
（3）已知：葡萄酒中有少量SO₂可以做抗氧化劑[我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB2760-2014）規(guī)定葡萄酒中SO₂的殘留量≤0.25g/L]．
利用SO₂的漂白性檢測(cè)干白葡萄酒（液體為無(wú)色）中的SO₂或H₂SO₃．設(shè)計(jì)如圖2實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：干白葡萄酒不能使品紅溶液褪色，原因?yàn)椋焊砂字卸�氧化硫或亞硫酸含量太少�?br />（4）用圖3所示裝置可將SO₂轉(zhuǎn)化為重要的化工原料，A、B是惰性電極．則電子流入的電極為B（用A或B表示），A極的電極反應(yīng)式為SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）由反應(yīng)物、生成物及電子守恒書寫化學(xué)反應(yīng)；
（2）①pH=13時(shí)，c（S^2-）=5.7×10^-2mol/L，在0.10mol•L^-1H₂S溶液中根據(jù)硫守恒c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）=0.10mol•L^-1；
②當(dāng)Qc=K_sp（MnS）時(shí)開始沉淀，由此求出硫離子的濃度，結(jié)合圖象得出此時(shí)的pH；根據(jù)MnS和FeS的Ksp計(jì)算；
（3）1滴飽和亞硫酸溶液滴入3mL品紅溶液中不褪色，而1滴品紅溶液滴入3mL飽和亞硫酸溶液中褪色，說(shuō)明二氧化硫或亞硫酸的含量會(huì)影響漂白效果；
（4）電池本質(zhì)是二氧化硫、氧氣與水反應(yīng)生成硫酸，A電極為負(fù)極，B電極為正極，A電極上二氧化硫失去電子氧化生成SO₄^2-，根據(jù)原子守恒會(huì)電荷守恒可知，有水參加反應(yīng)，有氫離子生成．

解答 解：（1）H₂S具有還原性，在酸性條件下，能與KMnO₄反應(yīng)生成S、MnSO₄、K₂SO₄和H₂O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為5H₂S+2KMnO₄+3H₂SO₄=5S↓+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O，則離子方程式為：5H₂S+2MnO₄^-+6H⁺=5S↓+2Mn²⁺+8H₂O；
故答案為：5H₂S+2MnO₄^-+6H⁺=5S↓+2Mn²⁺+8H₂O；
（2）①根據(jù)溶液pH與c（S^2-）關(guān)系圖pH=13時(shí)，c（S^2-）=5.7×10^-2mol/L，在0.10mol•L^-1H₂S溶液中根據(jù)硫守恒c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）=0.10mol•L^-1，所以c（H₂S）+c（HS^-）=0.1-5.7×10^-2=0.043mol/L，
故答案為：0.043；
②當(dāng)Qc=K_sp（FeS）時(shí)開始沉淀，所以c（S^2-）=$\frac{Ksp（FeS）}{c（F{e}^{2+}）}$=$\frac{1.4×1{0}^{-19}}{0.01}$mol/L=1.4×10^-17mol/L，結(jié)合圖象得出此時(shí)的pH=2，所以pH=2時(shí)亞鐵離子開始沉淀；
溶液中$\frac{c（M{n}^{2+}）}{c（F{e}^{2+}）}$=$\frac{Ksp（MnS）}{Ksp（FeS）}$=$\frac{2.8×1{0}^{-13}}{1.4×1{0}^{-19}}$mol/L=2×10⁶；
故答案為：2；2×10⁶；
（3）1滴飽和亞硫酸溶液滴入3mL品紅溶液中不褪色，而1滴品紅溶液滴入3mL飽和亞硫酸溶液中褪色，說(shuō)明二氧化硫或亞硫酸的含量會(huì)影響漂白效果，干白葡萄酒不能使品紅溶液褪色，原因?yàn)椋焊砂字卸�氧化硫或亞硫酸含量太少�?br />故答案為：干白中二氧化硫或亞硫酸含量太少；
（4）本質(zhì)是二氧化硫、氧氣與水反應(yīng)生成硫酸，A電極為負(fù)極，B電極為正極，電子從負(fù)極流向正極，則電子流入的電極為B極，A電極上二氧化硫失去電子氧化生成SO₄^2-，根據(jù)原子守恒會(huì)電荷守恒可知，有水參加反應(yīng)，有氫離子生成，電極反應(yīng)式為：SO₂+2H₂O-2e ^-═SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：B；SO₂+2H₂O-2e ^-═SO₄^2-+4H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)、原電池原理及計(jì)算等，掌握物質(zhì)的性質(zhì)理解原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)的綜合考查，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．