Question

SO₄^2-和 S₂O₈^2-（過二硫酸根離子）結(jié)構(gòu)中，硫原子均位于由氧原子組成的四面體的中心，且所有原子的最外層電子均滿足8電子結(jié)構(gòu)．已知S₂O₈^2-中兩個(gè)硫原子間存在過氧鍵，S₂O₈^2-有強(qiáng)氧化性，它能分步水解產(chǎn)生過氧化氫．
（1）畫出SO₄^2-的立體結(jié)構(gòu)圖，分別用實(shí)心圓點(diǎn)“●”和空心圓點(diǎn)“○”描出氧原子和硫原子的位置

 

．
（2）寫出過二硫酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

 

，確定氧、硫元素的化合價(jià)

 

．
（3）請(qǐng)描述S₂O₈^2-有強(qiáng)氧化性的原因

 

．
（4）寫出H₂S₂O₈在D₂¹⁸O中水解的兩步反應(yīng)方程式

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)SO₄^2-中心原子含有的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)與孤電子對(duì)個(gè)數(shù)之和確定其空間構(gòu)型，根據(jù)硫原子均位于由氧原子組成的四面體的中心，且所有原子的最外層電子均滿足8電子結(jié)構(gòu)畫圖；
（2）S₂O₈^2-中存在一個(gè)過氧鍵（-O-O-）、S-O鍵、S=O鍵，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于所帶電荷計(jì)算S₂O₈^2-中氧、硫元素的化合價(jià)；
（3）S₂O₈^2-中兩個(gè)硫原子間存在過氧鍵，此過氧鍵中氧元素的化合價(jià)為-1價(jià)；
（4）過二硫酸可以看成是過氧化氫H-O-O-H中H原子被亞硫酸氫根HSO₃^-取代所得，所以水解得到過氧化氫；

解答： 解：（1）SO₄^2-的價(jià)電子對(duì)數(shù)=

6+2

2

=4，形成四條雜化軌道，S原子的雜化方式為sp³，形成四面體結(jié)構(gòu)，價(jià)電子對(duì)數(shù)=孤電子對(duì)數(shù)+配位原子數(shù)，可知孤電子對(duì)數(shù)為0，所以為正四面體結(jié)構(gòu)，用實(shí)心圓點(diǎn)“●”和空心圓點(diǎn)“○”，所以SO₄^2-的立體結(jié)構(gòu)圖為：，
故答案為：；
（2）過二硫酸中存在1個(gè)過氧鍵（-O-O-）、4個(gè)S=O鍵，4個(gè)S-O鍵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，所以4個(gè)S=O鍵中，4個(gè)O原子顯-2價(jià)、過氧鍵（-O-O-）2個(gè)O原子顯-1價(jià)，4個(gè)S-O鍵中4個(gè)O原子顯-2價(jià)，所以硫元素顯+6價(jià)，
故答案為：；氧元素的化合價(jià)有-1、-2，硫元素的化合價(jià)為+6；
（3）S₂O₈^2-中過氧鍵（-O-O-）2個(gè)O原子顯-1價(jià)，可降為穩(wěn)定價(jià)態(tài)-2價(jià)，具有強(qiáng)氧化性，
故答案為：S₂O₈^2-中兩個(gè)硫原子間存在過氧鍵，此過氧鍵中氧元素的化合價(jià)為-1價(jià)；
（4）過二硫酸可以看成是過氧化氫H-O-O-H中H原子被亞硫酸氫根HSO₃^-取代所得，所以水解H₂S₂O₈+D₂¹⁸O=HSO₃¹⁸OD+HSO₅D；HSO₅D+D₂¹⁸O=HSO₃¹⁸OD+D₂O₂，到過氧化氫，
故答案為：H₂S₂O₈+D₂¹⁸O=HSO₃¹⁸OD+HSO₅D；HSO₅D+D₂¹⁸O=HSO₃¹⁸OD+D₂O₂．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了關(guān)于過二硫酸根離子結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識(shí)，掌握過二硫酸中存在1個(gè)過氧鍵（-O-O-）、4個(gè)S=O鍵，4個(gè)S-O鍵的化學(xué)鍵是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．