Question

硫單質及其化合物在工農業生產中有著重要的應用．

（1）已知25℃時：SO₂（g）+2CO（g）=2CO₂（g）+

1

x

S_x（s）△H=a kJ/mol
2COS（g）+SO₂（g）=2CO₂（g）+

3

x

S_x（s）△H=b kJ/mol．
則COS（g）生成CO（g）與S_x（s）反應的熱化學方程式是

 

．
（2）雄黃（As₄S₄）和雌黃（As₂S₃）是提取砷的主要礦物原料．已知As₂S₃和HNO₃有如下反應：
As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，當生成H₃AsO₄的物質的量為0.6mol反應中轉移電子的數目為

 

．
（3）向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸至過量．其中H₂S、HS^-、S^2-的分布分數（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數）與滴加鹽酸體積的關系如圖1所示（忽略滴加過程H₂S氣體的逸出）．
①B表示

 

．
②滴加過程中，溶液中微粒濃度大小關系，正確的是

 

（填字母）．
a．c（Na⁺）=c（H₂S）+c（HS^-）+2c（S^2-）
b．2c（Na⁺）=c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）
c．c（Na⁺）=3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]
③NaHS溶液呈堿性，當滴加鹽酸至M點時，溶液中各離子濃度由大到小的順序為

 

．
（4）工業上用硫碘開路循環聯產氫氣和硫酸的工藝流程如下所示：

①寫出反應器中發生反應的化學方程式是

 

．
②電滲析裝置如圖2所示，寫出陽極的電極反應式

 

．該裝置中發生的總反應的化學方程式是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據蓋斯定律，利用已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減構造出目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數進行相應的加減；
（2）根據化合價的升降以及物質的量的情況來計算轉移電子的量；
（3）向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸，鹽酸和氫氧化鈉先反應，然后和硫化鈉反應，結合圖1所示H₂S、HS^-、S^2-的分布分數進行解答；NaHS的含量先增加后減少；根據物料守恒可求得滴加過程中，溶液中微粒濃度大小關系；根據電離平衡和水解規律可得M點時，溶液中各離子濃度大小關系；
（4）①由工藝流程圖可知，SO₂、I₂、H₂O反應生成H₂SO₄、HI_X，配平書寫方程式；
②由圖2可知，在陰極區I_x^-轉化為I^-，在陽極區I_x^-轉化為I₂，陽極區的H⁺通過交換膜進入陰極區，得以生成HI溶液，即電解HI_x生成I₂、HI．

解答：解：（1）①SO₂（g）+2CO（g）=2CO₂（g）+

1

x

S_x（s）△H=a kJ/mol；②2COS（g）+SO₂（g）=2CO₂（g）+

3

x

S_x（s）△H=b kJ/mol，由蓋斯定律，0.5x×（②-①）得：xCOS（g）=xCO（g）+S_x（s）△H=0.5x（b-a）kJ/mol，
故答案為：xCOS（g）=xCO（g）+S_x（s）△H=0.5x（b-a）kJ/mol；    
（2）反應As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O中，As元素化合價由As₂S₃+3價升高到H₃AsO₄+5價，S元素化合價由As₂S₃-2價升高到S，0價，若生成2molH₃AsO₄，則反應中轉移電子的物質的量為10mol，若生成0.6molH₃AsO₄，則反應中轉移電子的物質的量為3mol，即3N_A，
故答案為：3N_A；
（3）①向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸，鹽酸和氫氧化鈉先反應，然后和硫化鈉反應，A表示含硫微粒濃度在減小為Na₂S，B先增加后減少為NaHS，C濃度一直在增加為H₂S，
故答案為：HS^-（或NaHS）；  
②向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸，因體積相同，設Na₂S、NaOH各為1mol，則n（Na）=3n（S），溶液中含硫的微粒為HS^-、S^2-、H₂S，則c（Na⁺）=3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]，
故答案為：c； 
③A表示Na₂S，B為NaHS，當滴加鹽酸至M點時，表示兩者含量相等，溶液中c（Na⁺）=3[c（H₂S）+c（HS^-）+c（S^2-）]，則c（Na⁺）＞c（HS^-），NaHS溶液呈堿性說明其水解大于電離，水解是微弱的所以c（HS^-）＞c（S^2-），硫化鈉為強堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，所以c（OH^-）＞c（H⁺），則c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）①由工藝流程圖可知，SO₂、I₂、H₂O反應生成H₂SO₄、HI_X，反應方程式為：SO₂+xI₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI_X，故答案為：SO₂+xI₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI_X；
②由圖2可知，在陰極區I_x^-轉化為I^-，在陽極區I_x^-轉化為I₂，所以陽極區發生的反應為：2I_x^--2e^-=xI₂，H⁺通過交換膜進入陰極區，得以生成HI溶液，即電解HI_x生成I₂、HI，反應方程式為：2HI_x═（x-1）I₂+2HI，故答案為：2I_x^--2e^-=xI₂；2HI_x=（x-1）I₂+2HI．

點評：本題以工業上用硫碘開路循環聯產氫氣和硫酸工藝為載體，考查蓋斯定律計算、離子濃度大小比較、電解原理等，側重于學生的分析能力的考查，為高考常見題型，題目難度中等，注意利用守恒思想比較溶液中微粒濃度大小．