Question

硫的多种化合物在工业中有重要应用。

(1)Na₂S₂可以做制革工业中原皮的脱毛剂，写出Na₂S₂的电子式______________。

(2)连二亚硫酸钠（Na₂S₂O₄）又称保险粉，可作木浆造纸的漂白剂，其水溶液性质不稳定，有极强的还原性。

①Na₂S₂O₄中S元素的化合价为_____________

②将甲酸（HCOOH）和NaOH溶液混合，再通入SO₂气体，会得到保险粉，此时甲酸被氧化为CO₂，该反应的化学方程式为_________________。

③Na₂SO₄暴露于空气中易吸收氧气和水蒸气而变质，发生反应时，当氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2时，反应的化学方程式为____________。

(3)铬会造成环境污染，某酸性废水中含有Cr₂O₇^2-，处理时可用焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）将Cr₂O₇^2-转化为毒性较低的Cr³⁺，再调节pH至8，使铬元素沉降，分离出污泥后测得废水中Cr³⁺浓度为0.52mg/L，达到排放标准。

①写出Na₂SO₅参加反应的离子方程式_______________________。

②处理后的废水中Cr³⁺的物质的量浓度为____________________。

(4)氢硫酸和亚硫酸是两种弱酸，回答下列问题

①0.1mol/L H₂SO₄与0.2mol/L H₂S溶液等体积混合，所得溶液中S^2-浓度为_____mol/L。（已知氢硫酸Ka₁=1.0×10^-8、Ka₂=1.0×10^-15，忽略H₂S和H₂O电离产生的H⁺）

②已知亚硫酸的Ka₁=1.0×10^-2、Ka₂=6.0×10^-13，设计实验证明亚硫酸第一步不完全电离。（可用实验用品：0.1mol/L亚硫酸、0.1mol/L NaHSO₃溶液、0.1mol/L Na₂SO₃溶液，广泛pH试纸、pH计）

操作简述	______________
现象或数据	______________
结论	H2SO3第一步不完全电离

Answer

+3 HCOOH+2SO2+4NaOH=Na2S2O4+CO2+2H2O或HCOOH+2SO2+4NaOH=Na2S2O4+Na2CO3+3H2O 2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3 3S2O42-+2CrO2-+10H+=4Cr3++6SO42-+5H2O 10-5mol/L 1.0×10-22 用pH计测定0.1mol/L亚硫酸溶液的pH PH>1

【解析】（1）根据过氧化钠的结构可知Na2S2的电子式为；（2）①因为Na为+1价，O为-2价，根据化合价代数和为0，则S为+3价；②根据题意，甲酸和NaOH溶液混合，再通入SO2气体，甲酸被氧化为CO2，SO2气体被还原成Na2S2O4，则方程式为HCOOH+2SO2+4NaOH=Na2S2O4+CO2+2H2O；③Na2S2O4暴露于空气中易被氧气氧化，则氧化剂为氧气，还原剂为Na2S2O4，又氧化剂和还原剂的物质的量之比为l：2，设Na2S2O4被氧化后硫的化合价为+x价，则根据得失电子守恒，1×4=2×2×（x-3），解得x=4，又有水蒸气参与反应，所以产物为NaHSO3，反应的方程式为2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3；（3）①焦亚硫酸钠（Na2S2O5）将Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+，同时焦亚硫酸钠被氧化为硫酸钠，其反应的离子方程式为：3S2O42-+2CrO2-+10H+=4Cr3++6SO42-+5H2O；②分离出污泥后测得废水中Cr3+浓度为0.52mg/L，c（Cr3+）=0.52×10 −3g/L÷52g/mol=1×10-5mol/L；（4）①0.1mol/L H2SO4与0.2mol/L H2S溶液等体积混合后氢离子浓度约是0.1mol/L，H2S浓度是0.1mol/L，则根据H2S的两步电离方程式、，因此所得溶液中S2-浓度为mol/L。②要证明亚硫酸第一步不完全电离，只需要测定溶液的pH值和亚硫酸钠的浓度进行比较即可，则实验方案是：用pH计测定0.1mol/L亚硫酸溶液的pH，pH>1说明亚硫酸的第一步不完全电离。