Question

【題目】焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的脫氧劑，其制備方法是向Na2CO3溶液中通入SO2，生成NaHSO3和CO2，一定條件下NaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2S2O5。完成下列填空:

（1）碳原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖是_____________；CO2中所含共價(jià)鍵的類型_____________。

（2）從原子結(jié)構(gòu)的角度，解釋氧元素的非金屬性比硫元素強(qiáng)的原因。_______________。

（3）SO2 與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHSO3和CO2，其化學(xué)方程式為_______________________，證明NaHSO3溶液中HSO3-的電離程度大于水解程度，可采用的實(shí)驗(yàn)方法是_________________。

（4）Na2S2O5作脫氧劑時(shí)的反應(yīng)原理為Na2S2O5+O2+ H2O→Na2SO4+H2SO4，該反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物是______；若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移了0.04mol的電子，有________g Na2S2O5參加反應(yīng)。

（5）連二亞硫酸鈉Na2S2O4俗稱保險(xiǎn)粉，廣泛用于紡織工業(yè)的還原性染色、清洗、印花、脫色以及織物的漂白等。Na2S2O4屬于強(qiáng)還原劑，暴露于空氣中易被氧氣氧化。Na2S2O4遇KMnO4酸性溶液發(fā)生反應(yīng):5Na2S2O4+6KMnO4+4H2SO4=5Na2SO4+3K2SO4+6MnSO4+4H2O。

為了測(cè)定保險(xiǎn)粉純度。稱取5.0g Na2S2O4樣品溶于冷水中，配成100mL溶液，取出10mL 該溶液于錐形瓶中，用0.1000mol/L的KMnO4 溶液滴定。重復(fù)上述操作2 次，平均消耗KMnO4 溶液21.00mL。則該樣品中Na2S2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________(雜質(zhì)不參與反應(yīng))。(保留至0.1%)

（6）“鋼是虎，釩是翼，鋼含釩猶如虎添翼”，釩是“現(xiàn)代工業(yè)的味精”。釩對(duì)稀酸是穩(wěn)定的，但室溫下能溶解于濃硝酸中生成VO2+。請(qǐng)寫出金屬釩與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________。

（7）V2O5是兩性氧化物，與強(qiáng)堿反應(yīng)生成釩酸鹽(陰離子為VO43-)，溶于強(qiáng)酸生成含釩氧離子(VO2+)的鹽。請(qǐng)寫出V2O5分別與燒堿溶液和稀硫酸反應(yīng)生成的鹽的化學(xué)式：__________、_________。

Answer 1

【答案】 極性共價(jià)鍵 氧原子的半徑比硫原子小，吸引力電子能力強(qiáng) 2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2 取樣，測(cè)定溶液的pH，若pH小于7，說(shuō)明電離程度大于水解程度 Na2SO4、H2SO4 1.90 60.9% V＋6H＋＋5NO3-===VO2+＋5NO2 ↑＋3H2O Na3VO4 (VO2)2SO4

【解析】

（1）碳原子核電荷數(shù)為6，核外兩個(gè)電子層，最外層4個(gè)電子，二氧化碳為共價(jià)化合物，碳氧鍵為極性共價(jià)鍵；

（2）O和S位于同一主族，從上到下原子半徑增大，原子半徑越小，元素的非金屬性越強(qiáng)；

（3）SO2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHSO3和CO2，亞硫酸氫根離子水解呈堿性，電離呈酸性，可以測(cè)定溶液酸堿性；

（4）Na2S2O5作脫氧劑反應(yīng)原理為：Na2S2O5+O2+H2O→Na2SO4+H2SO4，該反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物是元素化合價(jià)升高做還原劑的物質(zhì)，硫元素化合價(jià)+4升高為+6價(jià)，電子轉(zhuǎn)移4e－，氧氣中氧元素化合價(jià)0價(jià)變化為-2價(jià)，電子轉(zhuǎn)移4e－，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)4e－，Na2S2O5+O2+H2O=Na2SO4+H2SO4，以此計(jì)算；

（5）根據(jù)5S2O42－～6MnO4－，計(jì)算樣品中Na2S2O4的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中Na2S2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（6）金屬釩與濃硝酸反應(yīng)成VO2＋，二氧化氮和水，寫出離子反應(yīng)方程式；

（7）V2O5是兩性氧化物，與強(qiáng)堿反應(yīng)生成釩酸鹽（陰離子為VO43－），溶于強(qiáng)酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，所以V2O5分別與燒堿溶液生成鹽的金屬陽(yáng)離子是鈉離子、酸根離子為VO43－，得鹽的化學(xué)式，溶于稀硫酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，陽(yáng)離子是VO2＋，酸根是硫酸根，所以鹽的化學(xué)式為：（VO2）2SO4；

（1）碳原子核電荷數(shù)為6，核外兩個(gè)電子層，最外層4個(gè)電子，原子結(jié)構(gòu)示意圖為：，

二氧化碳為共價(jià)化合物，含有C=O鍵，為極性共價(jià)鍵；

（2）O和S位于同一主族，同主族元素從上到下原子半徑增大，原子核對(duì)核外電子的吸引能力減小，原子半徑越小，元素的非金屬性越強(qiáng)；

（3）SO2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHSO3和CO2，化學(xué)方程式為：2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2，亞硫酸氫根離子水解呈堿性，電離呈酸性，取樣，測(cè)定溶液的pH，若pH小于7，說(shuō)明電離程度大于水解程度。

（4）Na2S2O5作脫氧劑反應(yīng)原理為Na2S2O5+O2+H2O→Na2SO4+H2SO4，該反應(yīng)中，硫元素化合價(jià)+4升高為+6價(jià)，電子轉(zhuǎn)移4e－，升高失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，得到氧化產(chǎn)物為：Na2SO4、H2SO4，氧氣中氧元素化合價(jià)0價(jià)變化為-2價(jià)，電子轉(zhuǎn)移4e－，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)4e－，Na2S2O5+O2+H2O=Na2SO4+H2SO4，若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移了4mol的電子，有1molNa2S2O5參加反應(yīng)，若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移了0.04mol的電子，Na2S2O5參加反應(yīng)的質(zhì)量=0.01mol×190g·mol－1=1.90g。

（5）Na2S2O4與KMnO4反應(yīng)產(chǎn)物為Na2SO4和MnSO4，硫元素共升高6價(jià)，錳元素共降低5價(jià)，化合價(jià)升降相同，故關(guān)系為

5S2O42－～6MnO4－，

5 6

n 21×10-3 L×0.1mol·L－1

則3.0g 樣品中Na2S2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為= ；

（6）金屬釩與濃硝酸反應(yīng)成VO2＋，二氧化氮和水，離子方程式為：V+6H＋+5NO3－=VO2＋+5NO2↑+3H2O；

（7）V2O5是兩性氧化物，與強(qiáng)堿反應(yīng)生成釩酸鹽（陰離子為VO43－），溶于強(qiáng)酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，V2O5分別與燒堿溶液生成鹽的陽(yáng)離子是鈉離子、酸根離子為VO43－，所以鹽的化學(xué)式為Na3VO4，溶于稀硫酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，所以陽(yáng)離子是VO2＋，酸根是硫酸根，所以鹽的化學(xué)式為：（VO2）2SO4；V2O5是兩性氧化物，與強(qiáng)堿反應(yīng)生成釩酸鹽（陰離子為VO43－）。