Question

硫化氢(H₂S)的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。

（1）H₂S和CO混合加热可制得羰基硫(COS)。羰基硫可作粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。反应方程式为：

CO(g)＋H₂S(g)COS(g)＋H₂(g)

①羰基硫的电子式为_________其含有的共价键类型是________共价键。

②下列能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱的是_____________。

a．相同条件下水溶液的pH：Na₂CO₃ ＞ Na₂SO₄

b．酸性：H₂SO₃ ＞ H₂CO₃

c．S与H₂的化合比C与H₂的化合更容易

（2）H₂S具有还原性，在酸性条件下，能与KMnO₄反应生成S、MnSO₄、K₂SO₄和H₂O，写出该反应的化学方程式__________________。

（3）H₂S气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸，25℃时，在0．10mol·L^－1 H₂S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S^2－)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发)。

①pH=13时，溶液中的c(H₂S)＋c(HS^－)=____________mol·L^－1。

②某溶液含0．020 mol·L^－1Mn^2＋、0．10 mol·L^－1H₂S，当溶液pH=____________时，Mn^2＋开始沉淀。[已知：Ksp(MnS)=2．8×10^-13]。

（4）H₂S的废气可用烧碱溶液吸收，将烧碱吸收H₂S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：

S^2－－2e^－=S↓    (n－1)S＋S^2－S_n^2－

①写出电解时阴极的电极反应式：______________________。

②Na₂S溶液中离子浓度由大到小顺序：________________________。

Answer

（1）①；极性(各1分，其余均为2分)；②ac

（2）5H2S＋2KMnO4＋3H2SO4=5S↓＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O

（3）①0．043；②5

（4）①2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－)；

②c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>C(H+)

【解析】

试题分析：（1）①羰基硫与二氧化碳是等电子体，其结构相似，根据二氧化碳电子式书写羰基硫电子式为；不同非金属元素之间易形成极性键，所以该分子中存在极性键，故答案为：；极性；

②a．相同条件下水溶液的pH：NaHCO3 ＞ NaHSO4，可知硫酸酸性大于碳酸，则非金属性S ＞ C，故选；b．亚硫酸不是最高价含氧酸，则酸性：H2SO3 ＞ H2CO3，不能比较非金属性，故不选；c．S与H2的化合比C与H2的化合更容易，则非金属性S ＞ C，故选；故答案为：ac；

（2）该反应中S元素化合价由-2价变为0价、+6价，Mn元素化合价由+7价变为+2价，根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O，故答案为：5H2S+2KMnO4+3H2SO4=5S↓+2MnSO4+K2SO4+8H2O；

（3）①根据溶液pH与c(S2-)关系图pH=13时，c(S2-)=5.7×10-2mol/L，在0.10mol•L-1H2S溶液中根据硫守恒c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10mol•L-1，所以c(H2S)+c(HS-)=0.1-5.7×10-2=0.043mol/L，故答案为：0.043；

②当Qc=Ksp(MnS)时开始沉淀，所以c(S2-)==mol/L=1.4×10-11mol/L，结合图象得出此时的pH=5，所以pH=5时锰离子开始沉淀，故答案为：5；

（4）①阳极上硫离子放电，电极反应式为S2--2e-═S，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-)；

②硫离子存在两步水解，且第一步水解程度远远大于第二步，两步水解都生成OH-，溶液呈碱性，溶液中氢离子浓度很小，所以离子浓度大小顺序是c(Na+) ＞ c(S2-) ＞ c(OH-) ＞ c(HS-) ＞ c(H+)，故答案为：c(Na+) ＞ c(S2-) ＞ c(OH-) ＞ c(HS-) ＞ c(H+)。

考点：考查了离子浓度大小比较、原电池和电解池原理、氧化还原反应、非金属性强弱比较的相关知识。