Question

15．硫及其化合物在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中均有很廣泛的用途．
（1）S的基態(tài)原子核外電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3P⁴．
（2）模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，利用如圖1裝置電解硫酸鈉溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉．①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．
②制得的氫氧化鈉溶液從出口（填“A”、“B”、“C”或“D”）D導(dǎo)出．
（3）25℃，在0.10mol/LH₂S溶液中，通入HCl或加入NaOH以調(diào)節(jié)溶液pH，溶液pH與c（S^2-）關(guān)系如圖2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．
②某溶液含0.020mol/L Mn²⁺、0.10mol/L H₂S，當(dāng)溶液pH=5時(shí)，Mn²⁺開(kāi)始沉淀．
[已知：Ksp（MnS）=2.8×10^-13]
（4）已知：H₂SO₃ K_i1=1.54×10^-2  K_i2=1.02×10^-7；HClO  K_i1=2.95×10^-8
 H₂CO₃ K_i1=4.3×10^-7 K_i2=5.6×10^-11
室溫下，0.1mol/L Na₂SO₃溶液的pH＜0.1mol/LNaClO溶液的pH（填“＞”、“＜”
或“=”）．濃度均為0.1mol/L 的Na₂SO₃和Na₂CO₃的混合溶液中，SO₃^2-、CO₃^2-、HSO₃^-、HCO₃^-濃度從大到小的順序?yàn)閏（SO₃^2-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（HSO₃^-）．

Answer 1

分析 （1）硫S的基態(tài)原子核外未成對(duì)電子處于3p軌道，共2個(gè)未成對(duì)電子；
（2）①電解時(shí)，溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力，陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；根據(jù)陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向，通過(guò)相同電量時(shí)，陰陽(yáng)離子交換的個(gè)數(shù)判斷；
②根據(jù)氫氧化鈉生成的電極判斷導(dǎo)出口；
（3）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；
（4）①酸的電離平衡常數(shù)越小，其對(duì)應(yīng)的酸根離子水解程度越大，則相同濃度的鈉鹽溶液的pH越高；
②根據(jù)電離平衡常數(shù)知，酸的電離平衡常數(shù)大小順序是：H₂SO₃＞HSO₃^-＞H₂CO₃＞HCO₃^-，則酸根離子水解程度大小順序是CO₃^2-＞HCO₃^-＞SO₃^2-＞HSO₃^-，弱酸根離子都水解但程度都較小，據(jù)此判斷各離子濃度大�。�

解答 解：（1）硫原子核電荷數(shù)為16，最外層電子數(shù)為6，S的基態(tài)原子核外電子排布式為：1S²2S²2P⁶3S²3P⁴，
故答案為：1S²2S²2P⁶3S²3P⁴；
（2）①電解時(shí)，陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力，所以陽(yáng)極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
②氫氧化鈉在陰極生成，所以在D口導(dǎo)出；故答案為：D；
（3）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（MnS）時(shí)開(kāi)始沉淀，所以c（S^2-）=$\frac{Ksp（MnS）}{c（M{n}^{2+}）}$=$\frac{2.8×1{0}^{-13}}{0.020}$mol/L=1.4×10^-11mol/L，結(jié)合圖象得出此時(shí)的pH=5，所以pH=5時(shí)錳離子開(kāi)始沉淀，
故答案為：5．
（4）H₂SO₃ K_i1=1.54×10^-2，K_i2=1.02×10^-7，HClOK_i1=2.95×10^-8 ，說(shuō)明ClO^-水解程度大于SO₃^2-，0.1mol/LNa₂SO₃溶液的pH小于0.1mol/L NaClO溶液的pH，電離平衡常數(shù)：H₂SO₃K_i1=1.54×10^-2 K_i2=1.02×10^-7，H₂CO₃K_i1=4.3×10^-7K_i2=5.6×10^-11，酸的電離平衡常數(shù)大小順序是：H₂SO₃＞HSO₃^-＞H₂CO₃＞HCO₃^-，則酸根離子水解程度大小順序是CO₃^2-＞HCO₃^-＞SO₃^2-＞HSO₃^-，這些弱酸根離子都水解但程度都較小，所以SO₃^2-、CO₃^2-、HSO₃^-、HCO₃^-濃度從大到小的順序?yàn)閏（SO₃^2-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（HSO₃^-），
故答案為：＜；c（SO₃^2-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（HSO₃^-）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子濃度大小比較，題目難度中等，明確鹽的水解原理及其影響為解答關(guān)鍵，注意掌握電荷守恒、物料守恒及鹽的水解原理在判斷離子濃度大小中的應(yīng)用方法．