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基本视角。根据下图，完成下列填空：

（1）上图中X的电子式为_________；其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊，用化学方程式表示该变化__________；该变化体现出硫元素的非金属性比氧元素______（填“强”或“弱”）。用原子结构解释原因____________。

（2）Na₂S₂O₃是一种用途广泛的钠盐。下列物质用于Na₂S₂O₃的制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是______（填字母序号）。

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

（3）SO₂是主要大气污染物之一。工业上烟气脱硫的方法之一是用碱液吸收，其流程如图：。

该法吸收快，效率高。若在操作中持续通入含SO₂的烟气，则最终产物为________。室温下，0.1mol/L①亚硫酸钠 ②亚硫酸氢钠 ③硫化钠 ④硫氢化钠的四种溶液的pH由大到小的顺序是________（用编号表示）。

已知：H₂S：K_i1＝1.3×10^-7 K_i2=7.1×10^-15 H₂SO₃：K_i1＝1.3×10^-2 K_i2=6.2×10^-8

（4）治理含CO、SO₂的烟道气，也可以将其在催化剂作用下转化为单质S和无毒的气体：2CO(g) + SO₂(g)S(s) + 2CO₂(g)。一定条件下，将CO与SO₂以体积比为4∶1置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列选项能说明反应达到平衡状态的是______（填写字母序号）。

a．υ (CO) ∶υ(SO₂) = 2∶1               b．平衡常数不变

c．气体密度不变                        d．CO₂和SO₂的体积比保持不变

测得上述反应达平衡时，混合气体中CO的体积分数为，则SO₂的转化率为________。

Answer

2H2S + O2 =2S↓+2H2O 弱 氧和硫同主族，同主族元素最外层电子数相同，从上到下，电子层数增多，原子半径增大，得电子能力逐渐减弱 bd NaHSO3 ③＞①＞④＞② cd 60%

【解析】

（1）根据图示X为S的气态氢化物，X是H2S，H2S的电子式为；H2S的水溶液长期在空气中放置容易被空气中的氧气氧化生成硫，反应的化学方程式为O2+2H2S=2S↓+2H2O，该变化体现出硫元素的非金属性比氧元素弱，原因是：氧和硫同主族，从上到下，电子层数增多，原子半径增大，得电子能力逐渐减弱。

（2）Na2S2O3中S显+2价；a．Na2S、S中S元素的化合价依次为-2价、0价，均低于+2价，不可能；b．根据图示Z为Na2SO3，Na2SO3、S中S元素的化合价依次为+4价、0价，满足高价跟低价生成中间价态，可能；c．根据图示Y为SO3，Na2SO3、SO3中S元素的化合价依次为+4价、+6价，均高于+2价，不可能；d．NaHS 、NaHSO3中S元素的化合价依次为-2价、+4价，满足高价跟低价生成中间价态，可能；答案选bd。

（3）若在操作中持续通入含SO2的烟气，最终SO2与Na2SO3反应生成NaHSO3，即最终产物为NaHSO3；根据电离平衡常数可知，酸性：H2SO3＞H2S＞HSO3-＞HS-，结合越弱越水解，硫化钠的水解程度最大，pH最大，亚硫酸氢钠水解程度最小，pH最小，故四种溶液的pH由大到小的顺序是③＞①＞④＞②。

（4）a．υ (CO) ∶υ(SO2) = 2∶1没有指明反应速率的方向，不能说明反应达到平衡；b．平衡常数只与温度有关，平衡常数不变不能说明反应达到平衡；c.气体密度与气体的质量有关，因为S是固体，该反应属于气体质量变化的反应，气体密度不变，表示气体质量不变，说明是平衡状态；d．CO2和SO2的体积比保持不变，表示正反应速率等于逆反应速率，说明是平衡状态；答案选cd。

设起始加入SO2物质的量为x，转化SO2物质的量为y

2CO(g) + SO2(g)S(s) + 2CO2(g)

起始（mol） 4x x 0

转化（mol） 2y y 2y

平衡（mol） 4x-2y x-y 2y

平衡时CO的体积分数=，解得y=，SO2的转化率为=60%。