無機(jī)化學(xué)第十六章氧族元素知識題

1、第 16 章 氧族元素16-1 寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式。( 1方鉛礦；( 5黃鐵礦；解：( 1 Pbs( 2 朱砂；( 6 芒硝；2 Hgs( 3閃鋅礦；( 7海波；3 Zns(6) Na2s04 10H20(7) Na2s203 5H20( 4黃銅礦；( 8 保險(xiǎn)粉4 CuFeS2( 5 FeS2(8) Na2s2042H2O16-2 命名下列硫的含氧酸及鹽。( 1 K2S2O7；( 5 Na2S2O4；解：( 1焦硫酸鉀( 2 過一硫酸( 4五水合硫代硫酸鈉(俗稱海波( 6亞硫酸鈉( 7連四硫酸鈉2 H2s05；( 3 K2s208；6 Na2s03；( 7 Na2s406；(4) Na2s

2、2035H20;(8) Na2s0410H203過二硫酸鉀5連二亞硫酸鈉8 十水合硫酸鈉(俗稱芒硝16-3 完成并配平下列反應(yīng)方程式。1 H2s+Cl0 3-+H + 2 Na2s204+02+Na0H(3) PbO2+H 2O2 (4) PbS+H 2O2(5) S+NaOH(濃)(6) Cu+H 2SO4(濃)(7) H+H 2SO4(濃)(8) H2S+H2SO4(濃)(9) SO2cI2+H2O(10) HSO3CI+H 2O解：(1) 5H 2s + 8ClO 3- = 5SO 42- + 2H + + 4Cl 2 +4H 2O(2) Na2s2O4 + O 2 +2NaOH = N

3、a2SO3 + Na 2SO4 + H 2O(3) PbO2+H 2O2 = PbO + H 2O + 0 2T(4) PbS+4H 2O2 = PbSO 4 + 4H 2O(5) 3S + 6NaOH(濃)=2 Na 2S + Na 2SO3 + 3H 2O(6) Cu +2H 2SO4(濃)=CuSO 4 + SO 2 任 2H 2O(7) S + 2H 2SO4(濃)=3SO 2 1+2 H 2O(8) H2S + H2SO4(濃)=S b SO 2+ 2H 2O(9) SO2Cl2+2H 2O = H 2SO4+2HCl(10) HSO3Cl+H 2O = H 2SO4+HCl16-4

4、完成下列各反應(yīng)的化學(xué)方程式1） Na 2O2 與過量冷水作用；（2）幾滴熱水滴在Na2O2固體上；（ 3）電解硫酸和硫酸銨的混合溶液；（4）將難溶于水和酸的AI2O3變成可溶于水的硫酸鹽;（ 5）無氧條件下Zn 粉還原酸式亞硫酸鈉溶液；（6）將SeO2溶于水，然后通SO2Q氣體；（ 7）用鹽酸酸化硫化銨溶液；（ 8）向硫代硫酸鈉溶液中滴加少量硝酸銀溶液；（ 9）向硝酸銀溶液中滴加少量硫代硫酸鈉溶液；（10）在中等酸度的鈦（IV）鹽溶液中加入H2O2。解： 1） 1） Na2O2+2H 2O = 2NaOH+H 2O2 2） 2Na2O2+2H 2O = 4NaOH+O 2 T電解 3） 3）

5、2HSO 4-S2O82-+H 2共熔 4） 4） Al2O3+3K 2S2O7Al2（SO4）3+3K 2SO4 5） 5） NaHSO 3+Zn = Na 2S2O4+Zn（OH） 2 6） 2SO2+H 2SeO3+H 2O = 2H 2SO4+Se J 7） 2HCl+（NH 4）2Sx = H 2s 住（X-1）S b2NH 4Cl 8） 8） Ag + +2S 2O32- = Ag（S 2O3）23- 9） 2Ag+S2O32- = Ag 2s2O3，（白）Ag2s2O3+H2O =Ag 2SJ（黑）+2H +SO42- 10） TiO2+H 2O2 = Ti(O 2)2+H 2O

6、16-5 用方向反應(yīng)方程式表明物質(zhì)的轉(zhuǎn)化:.'K2SO4 >k2s2。8H2O2f 、FeS2SO2/ Na2S2O4NaHSO 3 .Na2s2O3解：4FeS2+11O 22Fe2O3+8SO2V2O52SO2(g)+O 2(g) 723K 2SO32KOH+SO 3 =K 2SO4+H 2OK2SO4+H 2SO = 2KHSO 4電解2KHSO4K2s2O8+H 2 TH 2SO4K2s2O8+2H 2O2KHSO4+H 2O22SO2(過量)+Na 2CO3+H 2O = 2NaHSO 3+CO 2 T2NaHSO 3+Zn = Na 2s2O4+Zn(OH) 2NaH

7、SO 3+NaOH = Na 2sO3+H 2ONa2sO3+s = Na 2s2O316-6 按如下要求，制備H2s, sO2和sO3,寫出相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式。(1)化合物中s的氧化數(shù)不變的反應(yīng);(2)化合物中S的氧化數(shù)變化的反應(yīng)。解：(1) S的氧化數(shù)不變的反應(yīng)：H2s用金屬硫化物與非氧化性的稀酸反應(yīng)，例如FeS+2HCl (稀)=FeCl 2 + H2STSO2 用Na2SO3與稀鹽酸反應(yīng)：Na 2SO3+2HCI = 2NaCl + SO2 1+ H2OSO3 用加熱分解硫酸鹽的方法：CaSO4 CaO+ SO 3 T(2)化合物中S的氧化數(shù)變化的反應(yīng)：H2s 用NaI與濃H2SO4反

8、應(yīng)：8NaI + 9H 2SO4(濃)=4I 2+8NaHSO 4 + H 2s 任 4H 2。SO2 金屬單質(zhì)與濃硫酸反應(yīng)：Zn + 2H 2SO4(濃)=ZnSO 4+ SO 2 任 2H 2。單質(zhì)S或硫化物礦在空氣中燃燒：S+O 2=SO 24Fe2S+11O 2=Fe 2O3+8SO 2SO3以V2O5為催化劑用SO2與O2：V2O52SO2+O22SO316-7用化學(xué)反應(yīng)方程式表示下列制備過程(1)以碳酸鈉和硫磺為原料制備硫代硫酸鈉；(2)工業(yè)上以硫化鈉、碳酸鈉和二氧化硫?yàn)樵现苽淞虼蛩徕c；(3)工業(yè)上以硫酸和硫酸俊為原料制備過二硫酸俊。解：(1)將部分硫黃在空氣中燃燒制備 SO2

9、:S+O 2=SO 2將SO2通入Na2CO3溶液中，發(fā)生反應(yīng)：SO2+Na 2CO3 = Na 2SO3+CO 2使硫黃粉和沸騰的Na2SO3溶液反應(yīng)，制備Na2s2。3：S+Na 2SO3=Na 2S2O3(2)將Na2s和Na2CO3按摩爾比2:1配成溶液，然后向其中通入 SO2制備Na2s2。3,發(fā)生如下反應(yīng)：2Na 2S+Na 2CO3+4SO 2 = 3Na 2S2O3+CO 2(3)將硫酸和硫酸俊溶液混合，制備硫酸氫錢：H2SO4+(NH 4)2SO4 = 2NH 4HSO4以Pt為電極，電解NH4HSO4的飽和溶液，制備過二硫酸?。?NH 4HSO4 = (NH 4)2S2O8

10、+H 2 T16-8 將硫黃粉、石灰和水混合，經(jīng)煮沸、搖勻制得石硫合劑。試解釋石硫合劑呈橙色至櫻桃紅色的原因，并寫出相應(yīng)的反應(yīng)方程式。解：將硫黃粉、石灰和水混合，煮沸制石硫合劑過程發(fā)生如下反應(yīng)：CaO+H 2O =Ca(OH) 23S+Ca(OH) 2 = CaS+CaSO 3+3H 2O過量的S粉與CaS進(jìn)一步反應(yīng)，生成多硫化物：(X-1)S+CaS = CaS x (橙色)CaSx為橙色，并隨著x值升高顯櫻桃紅色止匕外，此過程還發(fā)生以下反應(yīng)：S+CaSO 3 = CaS 2O316-9 試設(shè)計(jì)方案分離下列各組例子。(1) Ag+, Pb2+, Fe2+;(2) Al3+, Zn2+, Fe

11、3+, Cu2+。解：(1)離子分離方案見圖16-9-1 (a)或(b)。(2)離子分離方案見圖16-9-1 (c)Ag+, pb2+, Fe2+Ag + , Pb2+, Fe2+0.3mol dm-3 鹽酸，通 H2sNaOHAg2S, PbSFe2+Ag2O, Fe(OH) 2PbO 22+濃鹽酸I 鹽酸Ag 2 sPbCl 42-AgClFe2+(a)(b)Al3+ , Zn2+ , Fe3+ , Cu2+KI(過量)CuIAl3+, Zn2+, Fe3+:NH 3 H2OAl(OH)3, Fe(OH) 3 Zn(NH 3)42+ NaOH(過量)Fe(OH) 3 Al(OH) 4-圖1

12、6-9-1 離子分離方案示意圖16-10CS2在過量O2中燃燒，得到混合氣體。試設(shè)計(jì)方案分離出其中的SO2。解：燃燒反應(yīng)：CS2+3O 2 = CO 2+2SO 2因?yàn)镺2過量，故得到的混合氣體為 O2 , CO2和SO2。將混合氣體用液氨 的冷阱冷卻，O2和CO2氣體 通過冷阱，SO2液化得以分離。16-11有硫酸鹽構(gòu)成的磯通常有兩種形式，試給出通式并各舉一例。解：一類的組成符合通式：M2ISO4 M nS04 6H 2O。式中MI為NH4+ , Na+, K+ , Rb+, Cs+; 乂°為562+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Cu2+, Hg2+。如著名的莫爾鹽 (N

13、H4)2SO4FeS04 6H 2。，鎂鉀研 K2SO4 MgS0 4 6H2。另一類的組成符合通式：M2ISO4 M 2III (S04)3 24H 2。式中 M III 為 V3+ , Cr3+ , Fe3+, Co3+, Al3+, Ga3+等。如明研 K2S。4 Al2(SO4)3 24H2。,銘帆K2SO4 Cr2(SO4)3 24H 2。16-12為什么不宜采用高溫濃縮的辦法獲得 NaHS。3晶體？解：NaHS0 3受熱，分子間脫水得焦亞硫酸鈉：。H H 一 。 一 S 。=。一 S 一。一。III一。一S 一 。 一 S 。一 + H 2。2NaHS。3Na2s2O5+H 2?？s

14、水時(shí)不變價(jià)，Na2s2。5中的S仍為IV價(jià)。由于NaHS03受熱易縮水, 故不能用加熱濃縮的方法制備亞硫酸氫鈉。16-13 為什么硫酸鹽的熱穩(wěn)定性比碳酸鹽高，而硅酸鹽的熱穩(wěn)定性更高？解：對于相同金屬離子的硫酸鹽和碳酸鹽來說， 金屬離子的極化能力相同，含氧 酸根（SO42- , CO32-）電荷相同，且半徑都較大。因此，兩者熱穩(wěn)定性差異主 要是含氧酸根的中心原子氧化數(shù)的不同。 一般情況下，中心原子氧化數(shù)越大，抵 抗金屬離子的極化能力越強(qiáng)，含氧酸鹽越穩(wěn)定。因此，中心原子氧化數(shù)為+6的硫酸鹽的穩(wěn)定性比中心原子氧化數(shù)為+4的碳酸鹽高。硅酸鹽熱穩(wěn)定性更高的原因與前兩種鹽不同，前兩種鹽分解均產(chǎn)生氣體如 S

15、O2, CO2,是嫡驅(qū)動反應(yīng)。而硅酸鹽分解反應(yīng)無氣體產(chǎn)生，除金屬氧化物外， 就是SiO2,反應(yīng)的嫡增很少。這就是硅酸鹽熱穩(wěn)定性高的原因。16-14 SnS能溶于（NH4）2S溶液中，你認(rèn)為可能的原因是什么？如何證明你的判斷是正確的？ 解:可能是（NH4）2S溶液放置時(shí)間太長了，發(fā)生如下反應(yīng):c 1,S2-+ -O2+ H 2。= S ； + 2OH - 2S2- + s = S 22-SnS + S 22-= SnS 32-把溶解了的SnS溶液進(jìn)行酸化，溶液出現(xiàn)渾濁，且放出刺激性氣味的H2s氣 體:SnS32-+ 2H + = SnS 2 b H 2s可以證明你的判斷是正確的16-15比較組成

16、為M 2s2Ox的三種鹽，它們各自符合下列所屬的某些性質(zhì)：(1)陰離子以一OO一鍵為特征；(2)陰離子以SS鍵為特征；(3)陰離子以SOS鍵為特征；(4)它是由酸式硫酸鹽縮合而成；(5)它是由酸式硫酸鹽陽極氧化形成；(6)它是由亞硫酸鹽水溶液與硫反應(yīng)形成；(7)它的水溶液使澳化銀溶液；(8)它的水溶液與氫氧化物(MOH)反應(yīng)生成硫酸鹽；(9)在水溶液中能把 Mn2+氧化成MnO4-。試將x的正確數(shù)值填入下表中角標(biāo)括號內(nèi)，并將上述各性質(zhì)以序號相應(yīng)鹽的橫欄內(nèi)：M2s20()M2S2O()M2s20()解:結(jié)果見表16-15-1表16-15-1角標(biāo)括號及性質(zhì)序號的填充結(jié)果M2s20( 8)(1)(5

17、)(9)M 2s2。( 3 )(2)(6)M2s20(7)(3)(4)(8)16-16 試用價(jià)層電子對互斥理論判斷 SOF2和SOC12的空間構(gòu)型。說明在。原子和S原子之間的d p冗配鍵是怎么形成的。試比較兩者d p：t配鍵的強(qiáng)弱。解:根據(jù)價(jià)層電子又t互斥理論：SOF2和SOC12中中心S原子：4對電子，電子對構(gòu)型：正四面體，配體數(shù)：3所以，SOF2和SOC12的空間構(gòu)型為：三角錐形SOF2和SOC12分子中，中心S原子采取sp3不等性雜化，如圖16-16-1.OOsp。不等性雜化圖16-16-1SOF2和SOC12分子中S的雜化方式其中含有單電子的雜化軌道分別與兩個(gè)鹵素原子形成鍵。端基配體中

18、O原子的電子發(fā)生重排，有2p x22py12pz1變成2p x22py22pz0, 即空出一條2P軌道，接受中心S sp3雜化軌道中的孤對電子，形成配鍵。同時(shí)中心S原子具有空的3d軌道，可以接受端基O原子的p軌道中的孤對電子，形成反饋冗鍵。這個(gè)反饋鍵，就對稱性而言屬于冗鍵，且是 d軌道和p軌道的重 疊，就電子對的來源屬于配位鍵，故稱為 d p九配鍵。在SOF2和SOC12分子中，F(xiàn)原子的電負(fù)性比Cl原子大，吸電子的能力強(qiáng)，使得中心S原子更易于接受端基O原子中對電子的配入。故 SOF2分子中的d 一p冗鍵比SOCI2分子中的強(qiáng)。16-17 某溶液中可能含Cl-, S2-, SO32-, S2O3

19、2-, SO42-離子，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)并產(chǎn)生如下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(1)向一份未知液中加入過量 AgNO 3溶液產(chǎn)生白色沉淀；(2)向另一份未知液中加入 BaCl2溶液也產(chǎn)生白色沉淀；(3)取第三份未知液，用H2SO4酸化后加入濱水，濱水不褪色。試判斷哪幾種 離子存在？哪幾種離子不存在？哪幾種離子可能存在？ 解：由實(shí)驗(yàn)(1)可知：溶液中不含S2-, S2O32-,因?yàn)椋篈g2s為黑色沉淀，Ag2S2O3雖為白色沉淀，但其不穩(wěn)定會分解，由白色轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏腁g2S0由實(shí)驗(yàn)(2)可知：溶液中應(yīng)含有SO42-。由實(shí)驗(yàn)(3)酸化的濱水不褪色，說明溶液中不含有 S2-, S2O32-及SO32-具 有還原性的離子

20、。由此可得出結(jié)論：SO42-肯定存在，S2-, S2O 32- , SO32-肯定不存在，Cl-可能存在16-18 有一種能溶于水的白色固體，其水溶液進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)而產(chǎn)生如下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(1)用鋁絲沾少量液體在火焰上灼燒，產(chǎn)生黃色火焰；(2)它使酸化的KMnO 4溶液褪色而產(chǎn)生無色溶液，該溶液與 BaCl2溶液作用生成不溶于稀HNO3的白色沉淀；(3)加入硫粉，并加熱，硫溶解生成無色溶液，此溶液酸化時(shí)產(chǎn)生乳白色或淺黃色沉淀；此溶液也能使 KI3溶液褪色，也能溶解AgCl或AgBr沉淀。寫出這一白色固體的分子式，并完成各步反應(yīng)方程式。解：該白色固體的化學(xué)方程式為Na2SO3各步反應(yīng)方程式如下：5S

21、O32-+2MnO 4-+6H +=5SO 42-+2Mn 2+ +3H 2OSO42-+Ba2+=BaSO4 JNa2SO3+S=Na 2S2O3Na 2s2O3+2HCl=2NaCl+S >SO 2 1+H 2O2Na 2SO3+I 2=Na 2s2O4+2NaIAgBr+2Na 2s2O3=Na 3Ag(S 203)2+ NaBr16-19 一種鹽A溶于水后，加入稀HCl,有刺激性氣體B產(chǎn)生。同時(shí)有黃色沉 淀C析出，氣體B能使KMnO 4溶液褪色。若通C12于A溶液，C12即消失并得到溶液 D， D 與鋇鹽作用，即產(chǎn)生白色沉淀E。試寫出A， B， C， D 和 E 所代表的物資的化

22、學(xué)式，并用化學(xué)反應(yīng)方程式表示各過程。解：ANa2S2O3；BSO2；CS；DNa2SO4，H2SO4；EBaSO4。各步反應(yīng)方程式如下：Na 2s2O3+2HCl=2NaCl+S >SO 2 1+H 2O5SO2 + 2MnO 4- + 2H 2O = 5SO 42-+2Mn 2+ 4H +Na2S2O3 + 4Cl 2 + 5H 2O = Na 2SO4 + H 2SO4+8HClSO42-+Ba2+=BaSO4 J16-20 將無色鈉鹽溶于水得無色溶液A， 用 pH 試紙檢驗(yàn)知A 顯酸性。 向 A 中滴加KMnO 4溶液，則紫紅色褪去，說明A被氧化為B,向B中加入BaCl2溶液 得不溶于強(qiáng)酸的白色沉淀 C。向A中加入稀鹽酸有無色氣體 D放出，將D通入 KMnO 4溶液則又得到無色的Bo向含有淀粉的KIO3溶液中滴加少許A則溶液 立即變藍(lán)，說明有E 生成，A 過