Question

11．鈉的化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛．
（1）高溫時(shí)，等物質(zhì)的量的硫酸鈉與甲烷在催化劑作用下恰好完全反應(yīng)，制得硫化鈉．反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH ₄+Na₂SO ₄ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{高溫}$Na ₂S+CO ₂+2H ₂O．
（2）工業(yè)上利用亞硫酸鈉和硫酸銅制取超細(xì)氧化亞銅的反應(yīng)為：2CuSO₄+3Na₂SO₃═Cu₂O+3Na₂SO₄+2SO₂↑，該反應(yīng)中氧化劑為CuSO₄，當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L SO₂時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol．
（3）某些多硫化鈉可用于制作蓄電池，如圖是某大型蓄電系統(tǒng)原理圖，電池充、放電的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Na₂S₂+NaBr₃$?_{充電}^{放電}$Na₂S₄+3NaBr，放電過程中鈉離子從右到左（填“從左到右”或“從右到左”）通過離子選擇性膜．放電過程中正極的電極反應(yīng)式為Br₃^-+2e^-═3Br^-．
（4）高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）常用于工業(yè)廢水和生活用水的處理，可用鐵片和石墨作電極，電解NaOH溶液制備．鐵片作陽(yáng)極，生成Na₂FeO₄的電極反應(yīng)式為Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O．
（5）某硫酸廠測(cè)定黃鐵礦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)過程如下：取0.100 0g樣品在空氣中充分燃燒，將生成的SO₂氣體與足量Fe₂（SO₄）₃溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0.020 00mol•L^-1的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO₄溶液25.00mL．已知：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O═SO${\;}_{4}^{2-}$+2Fe²⁺+4H⁺、MnO${\;}_{4}^{-}$+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．樣品中FeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是75%（假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng)）．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)物為Na₂SO₄和CH₄，產(chǎn)物之一為Na₂S，利用原子守恒推斷其他產(chǎn)物并配平化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)化合價(jià)的變化，化合價(jià)降低的元素所在的物質(zhì)是氧化劑，硫酸銅中的銅由+2價(jià)變成+1價(jià)；當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L SO₂時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，由此分析判斷；
（3）放電是原電池原理，原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)；放電過程中正極發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）單質(zhì)鐵要轉(zhuǎn)化為Na₂FeO₄，所以鐵作為電解池的陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；
（5）根據(jù)二氧化硫和硫酸鐵反應(yīng)，根據(jù)二價(jià)鐵和高錳酸鉀反應(yīng)的方程式進(jìn)行解答．

解答 解：（1）硫酸鈉變?yōu)榱蚧�鈉時(shí)，硫元素由+6價(jià)降為-2價(jià)，由此推斷甲烷中碳元素的化合價(jià)升高，由-4價(jià)升為+4價(jià)，生成CO₂，根據(jù)最小公倍數(shù)法配平可得反應(yīng)式CH ₄+Na₂SO₄ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{高溫}$Na ₂S+CO₂+2H ₂O，故答案為：CH ₄+Na₂SO₄ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{高溫}$Na ₂S+CO₂+2H ₂O；
（2）根據(jù)化合價(jià)的變化，化合價(jià)降低的元素所在的物質(zhì)是氧化劑，硫酸銅中的銅由+2價(jià)變成+1價(jià)，所以硫酸銅是氧化劑；當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L SO₂時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，則產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L SO₂時(shí)，轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，故答案為：CuSO₄；0.1；
（3）放電過程中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以放電過程中鈉離子從負(fù)極到正極，即從右到左，正極反應(yīng)式為：Br₃^-+2e^-═3Br^-，
故答案為：從右到左；Br₃^-+2e^-═3Br^-；
（4）單質(zhì)鐵要轉(zhuǎn)化為Na₂FeO₄，所以鐵作為電解池的陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以電極反應(yīng)式為：Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O，
故答案為：陽(yáng)；Fe-6e^-+8OH^-═FeO₄^2-+4H₂O；
（5）根據(jù)FeS₂～2SO₂、SO₂～2Fe³⁺～2Fe²⁺、5Fe²⁺～MnO₄^-，可得關(guān)系式：5FeS₂～4MnO₄^-，則樣品中FeS₂的質(zhì)量為：0.020 0 mol•L^-1×0.025 L×$\frac{5}{4}$×120 g/mol=0.075 g，樣品中FeS₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.075g}{0.1000g}$×100%=75%，故答案為：75%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑的判斷和電子的轉(zhuǎn)移以及電化學(xué)的相關(guān)知識(shí)，綜合性強(qiáng)，有一定的難度．