Question

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1所示．

完成下列填空：

（1）图中X的电子式为__；其水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式__；该变化说明S的非金属性比O__（填“强”或“弱”），从原子结构的角度解释原因：__．通过__（举两例），也可以判断氧、硫两种元素的非金属性强弱．

（2）下列物质用于Na₂S₂O₃制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是__（选填编号）．

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

（3）已知反应：Na₂S₂O₃+H₂SO₄→Na₂SO₄+S↓+SO₂+H₂O，研究其反应速率时，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固体分别与浓、稀硫酸反应，研究浓度对该反应速率的影响

（4）治理含CO、SO₂的烟道气，以Fe₂O₃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__．

（5）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2．不考虑催化剂价格因素，生产中选Fe₂O₃做催化剂的主要原因是__．

Answer

弱 硫原子半径大于氧原子，硫原子得电子能力小于氧原子 H2O的稳定性大于H2S或SO2中硫显正价，氧显负价 bd b 2CO（g）+SO2（g）S（l）+2CO2 （g）△H=﹣270kJ/mol Fe2O3作催化剂，在相对较低温度下，单位时间内获得较高的SO2转化率，且能耗小

【解析】

（1）X是-2价硫的气态氢化物，即硫化氢，其电子式为，-2价的硫具有很强的还原性，因此久置在空气中会被氧气氧化得到单质硫，反应方程式为，相当于非金属间的置换反应，因此氧的非金属性强于硫，这也可以从结构上看出：氧和硫同主族不同周期，硫的半径比氧大，因此得电子能力相对较弱。除此以外还可从氢化物的稳定性、互化物的化合价等方面来判断；

（2）我们可以近似认为中每个硫为+2价，再来看选项：

a.0价和-2价的硫不可能反应得到+2价，a项错误；

b.+4价和0价的硫，可能发生归中反应得到+2价，b项正确；

c.+4价和+6价的硫，不可能反应得到+2价，c项错误；

d.-2价和+4价的硫，可能发生归中反应得到+2价，d项正确，

答案选bd；

（3）a.二氧化硫会部分溶解在水中，导致实际测得的体积偏小，a项错误；

b.反应速率越快，溶液中就越快出现硫的浑浊，因此可以用来探究反应速率，b项正确；

c.浓硫酸氧化性较强，和稀硫酸的反应产物不一样，不同的反应本身速率就不同，c项错误；

答案选b；

（4）被还原为单质硫，则被氧化，结合其氧化产物是一种无毒气体，推测为，注意在题目给的温度下硫是液体，据此写出热化学方程式：；

（5）根据图2我们发现，能在较低的温度下获得较高的转化率，因此效率最高，同时可以节约能耗。