Question

科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。

（1）工业上用Na₂CO₃溶液处理水垢中的CaSO₄，反应的离子方程式为___________________；实验室中，Na₂S溶液长期放置有硫析出，原因为___________________（用离子方程式表示）。

（2）下图是大型蓄电系统的示意图。左右两侧为电解质储罐，中央为电池，反应原理为：，电解质通过泵在储罐和电池间循环；离子选择性膜只允许钠离子通过。

当蓄电池放电时，电池中Na⁺的移动方向是_________（填“a→b”或“b→a”），电极a的电极反应式为_______________；当蓄电池处于充电状态时，电极b的电极反应式为___________。用该电池做电源，采用惰性电极电解200 mL 1 mol·L^－1的AgNO₃溶液，当阴极质量增加2.16 g时，电解后溶液的pH为_________（不考虑溶液体积变化）。

（3）工业上，用Na₂SO₃溶液作为吸收液可吸收烟气中的SO₂，吸收SO₂过程中，溶液pH与关系如下表：

	91∶9	1∶1	9∶91
pH（25℃）	8.2	7.2	6.2

①由上表判断，NaHSO₃溶液显________性，用平衡原理解释：__________________。

②当溶液呈中性时，溶液中离子浓度的大小关系为_____________________________。

Answer

  （1）CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq）

2S2-+O2+2H2O=S↓+4OH-

（2）b→a      Br3-+2e-=3Br‑       S42- + 2e-=2S22-      1

（3）①酸    在HSO3-溶液中存在以下两个平衡HSO3-+ H2OH2SO3+OH-，HSO3-SO32-+H+，其中以电离为主，故溶液为酸性。

② C(Na+)＞C(HSO3-)＞C(SO32-)＞C(OH-)=C(H+)

【解析】

试题分析：（1）该反应为沉淀的转化，CaSO4微溶于水，离子方程式中要写化学式，

CaSO4（s）+CO32-（aq）=CaCO3（s）+SO42-（aq），不写状态也可以；2S2-+O2+2H2O=S↓+4OH-

 (2)根据总反应方程式，放电时右侧的电解质储罐中Na2S2变为Na2S4，S元素化合价降低得到电子，该储罐为原电池的正极，Na+向该极移动；a极物质由NaBr3得到电子变为NaBr，电解反应式为Br3-+2e-=3Br‑；充电时b极物质由Na2S4得到电子变为Na2S2，电极反应式为S42- + 2e-=2S22-。

电解后得到银单质的量为n(Ag)=2.16÷108=0.02mol   n(e-)=0.02mol  

则溶液中OH-放电，n(H+)=n(OH-)=n(e-)=0.02mol，c(H+)=0.02÷0.2=0.1mol/L    pH=1

 (3)由表中第三组数据可知，溶液中HSO3-量多时，溶液显酸性，由于SO32-、HSO3-水解呈碱性，故只能是HSO3-在溶液中以电离为主溶液呈酸性，在HSO3-溶液中存在以下两个平衡HSO3-+ H2OH2SO3+OH-，HSO3-SO32-+H+，其中以电离为主，故溶液为酸性。

两溶液按1：1混合呈碱性，故需多加入少量HSO3-溶液才能转化为中性，NaHSO3量多于Na2SO3，故有

C(Na+)＞C(HSO3-)＞C(SO32-)＞C(OH-)=C(H+)

考点：考查化学反应原理中电化学、溶液中离子浓度的比较、沉淀的转化等有关问题。