Question

6．物質(zhì)的類別和核心元素的化合價是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個基本視角?
（1）圖中X的電子式為；其水溶液長期在空氣中放置容易變渾濁，該變化體現(xiàn)出：S非金屬性比O弱 （填“強”或“弱”）?用原子結構解釋原因：同主族元素最外層電子數(shù)相同，從上到下，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，得電子能力逐漸減弱?
（2）Na₂S₂O₃是一種用途廣泛的鈉鹽?
①下列物質(zhì)用于Na₂S₂O₃的制備，從氧化還原反應的角度，理論上有可能的是bd （填字母序號）?
a．Na₂S+S     b．Z+S    c．Na₂SO₃+Y    d．NaHS+NaHSO₃
②已知反應：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O?研究其反應速率時，下列說法正確的是b（填寫字母序號）?
a．可通過測定一段時間內(nèi)生成SO₂的體積，得出該反應的速率
b．可通過比較出現(xiàn)渾濁的時間，研究濃度?溫度等因素對該反應速率的影響
c．可通過Na₂S₂O₃固體與稀硫酸和濃硫酸的反應，研究濃度對該反應速率的影響
（3）治理含CO?SO₂的煙道氣，可以將其在催化劑作用下轉化為單質(zhì)S和無毒的氣體?
①已知：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1
S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296kJ•mol^-1
則治理煙道氣反應的熱化學方程式為2CO（g）+SO₂ （g）═S（s）+2CO₂（g）△H=-270 kJ•mol^-1?
②一定條件下，將CO與SO₂以體積比為4：1置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應，下列選項能說明反應達到平衡狀態(tài)的是cd （填寫字母序號）?
a．v（CO）：v（SO₂）=2：1          
b．平衡常數(shù)不變
c．氣體密度不變                  
d．CO₂和SO₂的體積比保持不變
測得上述反應達平衡時，混合氣體中CO的體積分數(shù)為$\frac{7}{11}$，則SO₂的轉化率為60%?
（4）最近科學家提出“綠色自由”構想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO₂從溶液中提取出來，經(jīng)化學反應后使空氣中的CO₂轉變?yōu)榭稍偕�燃料甲�?甲醇可制作燃料電池?寫出以氫氧化鉀為電解質(zhì)的甲醇燃料電池負極反應式CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O?
（5）某同學用沉淀法測定含有較高濃度CO₂的空氣中CO₂的含量，經(jīng)查得一些物質(zhì)在20℃的數(shù)據(jù)如下表?

溶解度（s）/g		溶度積（Ksp）
Ca（OH）2	Ba（OH）2	CaCO3	BaCO3
0.16	3.89	2.9×10-9	2.6×10-9

吸收CO₂最合適的試劑是Ba（OH）₂ （填“Ca（OH）₂”或“Ba（OH）₂”）溶液?

Answer 1

分析 （1）X為H₂S，S最外層6個電子，能夠與2個H原子形成共價鍵；H₂S在空氣中變渾濁是因為被氧氣氧化為S；同主族元素最外層電子數(shù)相同，原子半徑自上而下逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強；
（2）①Na₂S₂O₃中S為+2價，從氧化還原的角度分析，反應物中S元素化合價必須分別大于2和小于2；
②硫代硫酸鈉與稀硫酸反應生成了單質(zhì)硫，溶液變渾濁，反應速率越快，出現(xiàn)渾濁時間越短；
（3）①由信息可知轉化為單質(zhì)S和無毒的氣體二氧化碳，利用已知熱化學方程式，利用蓋斯定律可知①×2-②得到2CO（g）+SO₂ （g）═S（s）+2CO₂（g）；
②反應達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，各組分濃度保持不變；利用三段式法得到平衡的各物質(zhì)濃度，由達平衡時混合氣體中CO的體積分數(shù)為$\frac{7}{11}$計算轉化的量，再計算二氧化硫的轉化率；
（4）甲醇作燃料電池，以氫氧化鉀為電解質(zhì)，則負極上甲醇失去電子生成碳酸根離子；
（5）由表格數(shù)據(jù)可知，溶度積相差不大，但溶解度差異大，溶解度大的其濃度大，吸收效果好．

解答 解：（1）X中S元素的化合價為-2價，則X為H₂S，S最外層6個電子，能夠與2個H原子形成共價鍵，其電子式為；H₂S在空氣中變渾濁是因為被氧氣氧化為S，所以S非金屬性比O弱；同主族元素最外層電子數(shù)相同，原子半徑自上而下逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強，
故答案為：；弱；電子層數(shù)增多，原子半徑增大；
（2）①Na₂S₂O₃中S為+2價，從氧化還原的角度分析，反應物中S元素化合價必須分別大于2和小于2，a中S化合價都小于2，c中S的化合價都大于2，bd符合題意，
故答案為：bd；
②根據(jù)硫代硫酸鈉與稀硫酸反應生成了單質(zhì)硫，溶液變渾濁，可以判斷反應速率快慢，反應速率越快，出現(xiàn)渾濁時間越短，故答案為：b；
（3）①已知：①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1
②S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296kJ•mol^-1
由蓋斯定律可知①×2-②得到2CO（g）+SO₂ （g）═S（s）+2CO₂（g）△H=-270 kJ•mol^-1，
故答案為：2CO（g）+SO₂ （g）═S（s）+2CO₂（g）△H=-270 kJ•mol^-1；
②a．CO和SO₂的速率之比始終等于化學計量數(shù)之比，其無法判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．溫度不變平衡常數(shù)始終不變，平衡常數(shù)不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c．容器體積不變，S為固態(tài)，反應正向進行氣體體積減小，當氣體質(zhì)量不變時，說明各組分濃度不變，反應達到平衡狀態(tài)，故c正確；
d．CO₂和SO₂的體積比保持不變說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故d正確；
由           2CO（g）+SO₂ （g）═S（s）+2CO₂（g）
反應前（mol） 4       1         0       0
轉化了（mol）2x       x         x       2x
平衡后（mol）4-2x     1-x       x       2x
混合氣體中CO的體積分數(shù)為$\frac{7}{11}$，則有$\frac{4-2x}{4-2x+1-x+2x}$=$\frac{7}{11}$，解得x=0.6，
所以SO₂的轉化率為$\frac{0.6}{1}$×100%=60%，
故答案為：cd；60%；
（4）甲醇燃料電池以氫氧化鉀為電解質(zhì)，則負極上甲醇失去電子生成碳酸根離子，負極反應為CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O； 
（5）由表格數(shù)據(jù)可知，碳酸鈣、碳酸鋇的溶度積相差不大，但Ca（OH）₂、Ba（OH）₂溶解度差異大，溶解度大的其濃度大，吸收效果好，則吸收CO₂最合適的試劑是Ba（OH）₂溶液，故答案為：Ba（OH）₂．

點評 本題考查較綜合，涉及氧化還原反應、元素周期律的應用、化學平衡計算、蓋斯定律應用、電極反應及圖象、表格數(shù)據(jù)分析等，注重高頻考點的考查，把握反應原理、信息處理及應用為解答的關鍵，綜合性較強，題目難度中等．