题目

研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。 (1)①硫离子的结构示意图为                                              。 ②加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为                                                                        。 (2)25 ℃，在0.10 mol·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(S2－)关系如下图(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－1 Mn2＋、0.10 mol·L－1 H2S，当溶液pH＝        时，Mn2＋开始沉淀。[已知：Ksp(MnS)＝2.8×10－13] (3)25 ℃，两种酸的电离平衡常数如下表。 Ka1 Ka2 H2SO3 1.3×10－2 6.3×10－8 H2CO3 4.2×10－7 5.6×10－11 ①HSO的电离平衡常数表达式K＝                                             。 ②0.10 mol·L－1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为                         。 ③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式                                                                         。 答案：解析　(1)①S是16号元素，S原子获得2个电子变为S2－，S2－的结构示意图为。②加热时，浓硫酸与碳反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)2SO2↑＋CO2↑＋2H2O；(2)①根据图像可知，pH＝13时，c(S2－)＝5.7×10－2 mol·L－1，由于H2S溶液的浓度为0.10 mol·L－1，所以根据S原子守恒有：c(S2－)＋c(H2S)＋c(HS－)＝0.1 mol·L－1，所以c(H2S)＋c(HS－)＝0.1 mol·L－1－5.7×10－2 mol·L－1＝0.043 mol·L－1。②由于Ksp(MnS)＝2.8×10－13，c(Mn2＋)＝0.020 mol·L－1，则开始形成沉淀时需要的c(S2－)＝Ksp(MnS)/c(Mn2＋)＝(2.8×10－13÷0.020) mol·L－1＝1.4×10－11 mol·L－1，根据图像中c(S2－)与溶液的pH关系可知此时溶液pH＝5。(3)①根据电离平衡常数的含义可知：HSO的电离平衡常数表达式为K＝；②Na2SO3在溶液中发生电离：Na2SO3===2Na＋＋SO，SO发生水解反应： SO＋H2OHSO＋OH－，水解产生的HSO又有部分发生水解反应：HSO＋H2OH2SO3＋OH－，水解是微弱的，而且在水中还存在水的电离平衡H2OH＋＋OH－，所以0.10 mol·L－1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)；③由于Ka2(H2SO3)<Ka1(H2CO3)，所以H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O。 答案　(1)① ②C＋2H2SO4(浓)2SO2↑＋CO2↑＋2H2O (2)①0.043　②5 (3)①或 ②c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)或[Na＋]>[SO]>[OH－]>[HSO]>[H＋] ③H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O

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