Question

硫的含氧酸有很多种，除常见的硫酸、亚硫酸外，还有很多其他酸，如焦亚硫酸(H₂S₂O₅)、过一硫酸(H₂SO₅) 和过二硫酸(H₂S₂O₈) 等。过一硫酸是一种一元强酸，可用于游泳池消毒，其结构式如图所示。过二硫酸是一种白色晶体，受热易分解，有强吸水性，极易溶于水且在水中会逐渐水解得到硫酸和过氧化氢，请回答下列相关问题。

(1)过一硫酸中硫元素的化合价是_________。过二硫酸的结构式是_____________。

(2)工业上制备过二硫酸溶液的流程之一如下：

①电解时阳极的电极反应式为______

②阳极材料能否用铜丝代替铂丝？________(填“能”或“不能”)，说明理由：__________。

(3)焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)是重要的抗氧化剂，工业上利用烟道气中的SO₂生产Na₂S₂O₅的工艺为：

①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。

②工艺中加入Na₂CO₃固体，并再次充入SO₂的目的是___________。

③葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化剂，在测定某葡萄酒中Na₂S₂O₅残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L^－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_______________ ，该样品中Na₂S₂O₅的残留量为______g·L^－1(以SO₂计)。

Answer

+6 2SO42-－2e－===S2O82- 不能 铜是活性电极，铜作阳极时本身会失去电子 NaHSO3 得到NaHSO3过饱和溶液 S2O52-＋2I2＋3H2O===2SO42-＋4I－＋6H＋ 0.128

【解析】

(1)过一硫酸中，H显+1价，5个O中，有3个显-2价，2个显-1价，由此可确定硫元素的化合价。过二硫酸可看作是H2O2中氢原子被-SO3H取代的产物，由此可确定其结构式。

(2)①在电解池中，与电源负极相连的是电解池的阴极，在阴极，H+得电子生成H2，在阳极，SO42-失电子转化为S2O82-，由此可写出电解时阳极的电极反应式。

②阳极材料若用铜丝代替铂丝，则铜失电子，不可能生成S2O82-。

(3)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是由NaHSO3结晶脱水生成，所以前面各项操作的目的是为了获得浓度尽可能大的NaHSO3溶液，两次使用Na2CO3，两次通入SO2，都是为了提高溶液中NaHSO3的浓度。

在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，可利用反应建立关系式：S2O52-——2I2——2SO2，利用已知数据求解。

(1)过一硫酸中，硫与氧形成6个共用电子对，硫元素的化合价是+6价。过二硫酸可看作是H2O2中氢原子被-SO3H取代的产物，其结构简式为过二硫酸的结构式是。答案为：+6；；

(2)①电解产物中的H2一定在阴极生成，则阳极产物为S2O82-，电极反应式为2SO42-－2e－== S2O82-。答案为：2SO42-－2e－==S2O82-；

②不能用铜丝代替铂丝，阳极用铜丝时，铜失电子，不能生成S2O82-，理由为：铜是活性电极，铜作阳极时本身会失去电子。答案为：不能；铜是活性电极，铜作阳极时本身会失去电子；

(3)①酸性条件下，过量SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。答案为：NaHSO3；

②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，可不断增大溶液中溶质的质量，从而使溶液的浓度不断增大，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。答案为：得到NaHSO3过饱和溶液；

③根据得失电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2O52-＋2I2＋3H2O==2SO42-＋4I－＋6H＋，n(S2O52-)＝×n(I2)＝×0.010 00 mol·L－1×10.00×10－3 L＝5×10－5 mol，该样品中S2O52-的残留量(以SO2计)为5×10－5 mol×2×64 g·mol－1× ＝0.128 g·L－1。答案为：S2O52-＋2I2＋3H2O==2SO42-＋4I－＋6H＋；0.128。