Question

（15分）物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要视角。硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。完成下列填空：

（1）图中X的水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式：                    ；

（2）下列物质用于Na₂S₂O₃制备，从氧化还原反应的角度

分析，理论上有可能实现的方案是       （选填编号）。

a．Na₂S + S          b．Z + S        c．Na₂SO₃ + Y       d．NaHS + NaHSO₃

（3）请补充完整焙烧明矾的化学方程式：

___KAl(SO₄)₂·12H₂O +____S    =    ____K₂SO₄ + ____Al₂O₃    + ____SO₂↑ +

（4）研究反应Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ == Na₂SO₄ + S↓ + SO₂↑+ H₂O的速率时，下列方案合理的是   （选填编号）。

a．测定一段时间内生成SO₂的体积，得出该反应的速率

b．研究浓度、温度等因素对该反应速率的影响，比较反应出现浑浊的时间

c．用Na₂S₂O₃(s)分别与浓、稀硫酸反应，研究浓度对该反应速率的影响

（5）治理含CO、SO₂的烟道气，以铝钒土做催化剂，将CO、SO₂在380℃时转化为S 和一种无毒气体。已知：①硫的熔点：112.8℃、沸点：444.6℃；

②反应每得到1mol硫，放出270kJ的热量。写出该治理烟道气反应的热化学方程式           。

（6）其他条件相同、催化剂不同时，上述反应中SO₂ 的转化率随反应温度的变化如图。不考虑催化剂价格因素，生产中选铝矾土做催化剂的主要原因是      。

Answer

（1）2H2S＋O2＝2S↓＋2H2O （2）bd

（3）4 KAl(SO4)2·12H2O＋3S2K2SO4＋2Al2O3＋18H2O＋9SO2↑ （4）b

（5）2CO(g)＋SO2(g)＝S(l)＋2CO2(g) △H＝—270kJ/mol

（6）用铝矾土作催化剂，可以在相对较低的温度下，获得较高的SO2转化率，能耗小

【解析】

试题分析：（1）图中X对应的化合价是—2价，则X是硫化氢，在空气中能被氧气氧化生成S和水，反应

的化学方程式为2H2S＋O2＝2S↓＋2H2O。

（2）Na2S2O3中S的化合价是＋2价，则a．—2价的S和0价的S不可能生成＋2价的S，a错误；b．Z 对应S的化合价是＋4价，能和0价的S反应生成＋2价的硫代硫酸钠，b正确；c．Na2SO3中S是＋4价，Y对应的S是＋6价，二者反应不可能生成硫代硫酸钠，c错误；d．NaHS与 NaHSO3中S元素的化合价分别是—2价和＋4价，二者发生氧化还原反应可能生成硫代硫酸钠，d正确，答案选bd。

（3）根据原子守恒可知反应中还有水产生。在反应中0价的S升高到＋4价，硫酸根中＋6价的S降低到＋4价，则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是1：2，所以反应的化学方程式为4 KAl(SO4)2·12H2O＋3S2K2SO4＋2Al2O3＋18H2O＋9SO2↑。

（4）研究反应Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + S↓ + SO2↑+ H2O的速率时，下列方案合理的是 （选填编号）。

a．测定一段时间内生成SO2的体积，但不能确定物质浓度的变化量，因此不能得出该反应的速率，a错误；b．根据硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成了单质硫，溶液变浑浊，可以判断反应速率快慢，反应速率越快，出现浑浊时间越短，b正确；c．浓硫酸具有强氧化性，不能选择浓硫酸代替稀硫酸，c错误，答案选b。

（5）②反应每得到1mol硫，放出270kJ的热量，则治理烟道气反应的热化学方程式为2CO(g)＋SO2(g)＝S(l)＋2CO2(g) △H＝—270kJ/mol。

（6）根据图像可知用铝矾土作催化剂，可以在相对较低的温度下，获得较高的SO2转化率，能耗小。

考点：考查硫及其化合物的性质、热化学方程式以及外界条件对反应速率和平衡状态的影响等