Question

【題目】硫的含氧酸有很多種，除常見的硫酸、亞硫酸外，還有很多其他酸，如焦亞硫酸(H2S2O5)、過一硫酸(H2SO5) 和過二硫酸(H2S2O8) 等。過一硫酸是一種一元強(qiáng)酸，可用于游泳池消毒，其結(jié)構(gòu)式如圖所示。過二硫酸是一種白色晶體，受熱易分解，有強(qiáng)吸水性，極易溶于水且在水中會(huì)逐漸水解得到硫酸和過氧化氫，請回答下列相關(guān)問題。

(1)過一硫酸中硫元素的化合價(jià)是_________。過二硫酸的結(jié)構(gòu)式是_____________。

(2)工業(yè)上制備過二硫酸溶液的流程之一如下：

①電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式為______

②陽極材料能否用銅絲代替鉑絲？________(填“能”或“不能”)，說明理由：__________。

(3)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是重要的抗氧化劑，工業(yè)上利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為：

①pH＝4.1時(shí)，Ⅰ中為________溶液(寫化學(xué)式)。

②工藝中加入Na2CO3固體，并再次充入SO2的目的是___________。

③葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑，在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí)，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.010 00 mol·L－1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為_______________ ，該樣品中Na2S2O5的殘留量為______g·L－1(以SO2計(jì))。

Answer 1

【答案】+6 2SO42-－2e－===S2O82- 不能 銅是活性電極，銅作陽極時(shí)本身會(huì)失去電子 NaHSO3 得到NaHSO3過飽和溶液 S2O52-＋2I2＋3H2O===2SO42-＋4I－＋6H＋ 0.128

【解析】

(1)過一硫酸中，H顯+1價(jià)，5個(gè)O中，有3個(gè)顯-2價(jià)，2個(gè)顯-1價(jià)，由此可確定硫元素的化合價(jià)。過二硫酸可看作是H2O2中氫原子被-SO3H取代的產(chǎn)物，由此可確定其結(jié)構(gòu)式。

(2)①在電解池中，與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，在陰極，H+得電子生成H2，在陽極，SO42-失電子轉(zhuǎn)化為S2O82-，由此可寫出電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式。

②陽極材料若用銅絲代替鉑絲，則銅失電子，不可能生成S2O82-。

(3)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是由NaHSO3結(jié)晶脫水生成，所以前面各項(xiàng)操作的目的是為了獲得濃度盡可能大的NaHSO3溶液，兩次使用Na2CO3，兩次通入SO2，都是為了提高溶液中NaHSO3的濃度。

在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí)，可利用反應(yīng)建立關(guān)系式：S2O52-——2I2——2SO2，利用已知數(shù)據(jù)求解。

(1)過一硫酸中，硫與氧形成6個(gè)共用電子對，硫元素的化合價(jià)是+6價(jià)。過二硫酸可看作是H2O2中氫原子被-SO3H取代的產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)簡式為過二硫酸的結(jié)構(gòu)式是。答案為：+6；；

(2)①電解產(chǎn)物中的H2一定在陰極生成，則陽極產(chǎn)物為S2O82-，電極反應(yīng)式為2SO42-－2e－== S2O82-。答案為：2SO42-－2e－==S2O82-；

②不能用銅絲代替鉑絲，陽極用銅絲時(shí)，銅失電子，不能生成S2O82-，理由為：銅是活性電極，銅作陽極時(shí)本身會(huì)失去電子。答案為：不能；銅是活性電極，銅作陽極時(shí)本身會(huì)失去電子；

(3)①酸性條件下，過量SO2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHSO3。答案為：NaHSO3；

②工藝中加入Na2CO3固體并再次通入SO2，可不斷增大溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量，從而使溶液的濃度不斷增大，其目的是得到NaHSO3過飽和溶液。答案為：得到NaHSO3過飽和溶液；

③根據(jù)得失電子、電荷及質(zhì)量守恒，可寫出反應(yīng)的離子方程式為S2O52-＋2I2＋3H2O==2SO42-＋4I－＋6H＋，n(S2O52-)＝×n(I2)＝×0.010 00 mol·L－1×10.00×10－3 L＝5×10－5 mol，該樣品中S2O52-的殘留量(以SO2計(jì))為5×10－5 mol×2×64 g·mol－1× ＝0.128 g·L－1。答案為：S2O52-＋2I2＋3H2O==2SO42-＋4I－＋6H＋；0.128。