Question

4．含硫元素的化合物很多，在工業(yè)上的應(yīng)用也很廣泛．回答下列問(wèn)題：
（1）硫在元素周期表中的位置為第三周期第ⅥA族．已知?dú)淞蛩崾嵌�元弱酸，�?xiě)出其電離方程式：H₂S?H⁺+HS^-、HS^-?H⁺+S^2-．
（2）乙硫醇（C₂H₅SH）俗稱(chēng)煤氣的“報(bào)警器”，有強(qiáng)烈的蒜氣味，具有可燃性．乙硫醇中硫元素的化合價(jià)為-2，在空氣中充分燃燒的化學(xué)方程式是2C₂H₅SH+9O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$4CO₂+2SO₂+6H₂O．
（3）硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）具有很強(qiáng)的還原性，在溶液中易被Cl₂氧化，常用作脫氯劑，該反應(yīng)的離子方程式為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O═2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．
（4）連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）俗稱(chēng)保險(xiǎn)粉，是一種強(qiáng)還原劑，可用于除去廢水中的重鉻酸根離子（Cr₂O₇^2-被轉(zhuǎn)化為Cr³⁺），這是目前除去酸性廢水中鉻離子的有效方法之一，則每消耗0.1mol保險(xiǎn)粉，理論上可以除去Cr₂O₇^2-的物質(zhì)的量為0.1mol．
（5）由硫和鈉反應(yīng)可制得多硫化鈉Na₂S_x，x的值一般為2～6．
①但x=2時(shí)，稱(chēng)為過(guò)硫化鈉，過(guò)硫化鈉加入鹽酸中有硫沉淀析出，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1；
②鈉硫高能電池的工作溫度為200℃左右，電池反應(yīng)為2Na+xS═Na₂S_x，正極的電極反應(yīng)式為xS+2e^-=S_x^2-（或2Na⁺+xS+2e^-=Na₂S_x），與鉛蓄電池相比，當(dāng)消耗相同質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池4.5倍．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)硫原子結(jié)構(gòu)判斷周期表中的位置，硫化氫是二元弱酸存在兩步電離；
（2）乙硫醇（C₂H₅SH）中硫元素化合價(jià)類(lèi)似于乙醇中的氧元素，化合價(jià)為-2價(jià)，充分燃燒生成二氧化碳、二氧化硫和水；
（3）Na₂S₂O₃還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，則氯氣被還原為氯離子；
（4）依據(jù)連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）被重鉻酸根離子（Cr₂O₇^2-被轉(zhuǎn)化為Cr³⁺）氧化為硫酸根離子的反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算分析；
（5）①過(guò)硫化鈉加入鹽酸中有硫沉淀析出，Na₂S₂中硫元素為-1價(jià)，生成S沉淀為0價(jià)，所以還生成硫元素為-2價(jià)的H₂S，元素化合價(jià)升高的得到氧化產(chǎn)物，元素化合價(jià)降低的得到還原產(chǎn)物；
②原電池正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合原電池的構(gòu)成條件和題意實(shí)際情況來(lái)分析M的作用，根據(jù)鉛蓄電池的工作原理和鈉硫高能電池的工作原理和電子守恒計(jì)算來(lái)回答；

解答 解：（1）由硫原子結(jié)構(gòu)中有三個(gè)電子層，最外層6個(gè)電子，則位于周期表中第三周期ⅥA族，硫化氫是二元弱酸存在兩步電離，電離方程式為：H₂S?H⁺+HS^-、HS^-?H⁺+S^2-；
故答案為：第三周期ⅥA族；H₂S?H⁺+HS^-、HS^-?H⁺+S^2-；
（2）乙硫醇（C₂H₅SH）中硫元素化合價(jià)類(lèi)似于乙醇中的氧元素，化合價(jià)為-2價(jià)，充分燃燒生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式2C₂H₅SH+9O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$4CO₂+2SO₂+6H₂O；
故答案為：-2；2C₂H₅SH+9O₂ $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$4CO₂+2SO₂+6H₂O；
（3）Na₂S₂O₃還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，則氯氣被還原為氯離子，離子反應(yīng)為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O═2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
故答案為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O═2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
（4）連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）被重鉻酸根離子（Cr₂O₇^2-被轉(zhuǎn)化為Cr³⁺）氧化為硫酸根離子，除去廢水中的重鉻酸根離子時(shí)保險(xiǎn)粉作還原劑，被氧化為SO₄^2-，每摩爾保險(xiǎn)粉失6mol電子，而每摩爾Cr₂O₇^2-得6mol電子，所以每消耗0.1mol保險(xiǎn)粉，理論上可以除去Cr₂O₇^2-的物質(zhì)的量為0.1mol；
故答案為：0.1；
（5）①過(guò)硫化鈉加入鹽酸中有硫沉淀析出，Na₂S₂中硫元素為-1價(jià)，生成S沉淀為0價(jià)，所以還生成硫元素為-2價(jià)的H₂S，則反應(yīng)方程式為：Na₂S₂+2HCl=2NaCl+H₂S↑+S↓，Na₂S₂中硫元素為-1價(jià)，降低到-2價(jià)，被還原，所以還原產(chǎn)物為H₂S，反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比1：1；
故答案為：1：1；
②正極上硫得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極電極反應(yīng)式為：xS+2e^-═S_x^2-，熔融狀態(tài)下，Na₂O和Al₂O₃能電離出陰陽(yáng)離子而使電解質(zhì)導(dǎo)電，且鈉易和硫反應(yīng)，所以它起到離子導(dǎo)電和隔離作用，鈉高能電池中負(fù)極為鈉，有23g鈉消耗釋放1mol e^-，則207g鈉消耗時(shí)轉(zhuǎn)移$\frac{207}{23}$mol e^-，鉛蓄電池的電極反應(yīng)為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O，鉛蓄電池中鉛是負(fù)極，207g鉛消耗時(shí)轉(zhuǎn)移 2mol e^-，故鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的：207÷23÷2=4.5 倍，
故答案為：xS+2e^-=S_x^2-（或2Na⁺+xS+2e^-=Na₂S_x）；離子導(dǎo)電（導(dǎo)電或電解質(zhì)）和隔離鈉與硫；4.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了硫及其化合物性質(zhì)的分析判斷，離子方程式的書(shū)寫(xiě)方法，氧化還原反應(yīng)計(jì)算應(yīng)用，原電池原理的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．