Question

【題目】焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的脫氧劑，其制備方法是向Na2CO3溶液中通入SO2，生成NaHSO3和CO2，一定條件下NaHSO3轉化為Na2S2O5。完成下列填空:

（1）碳原子的原子結構示意圖是_____________；CO2中所含共價鍵的類型_____________。

（2）從原子結構的角度，解釋氧元素的非金屬性比硫元素強的原因。_______________。

（3）SO2 與Na2CO3溶液反應生成NaHSO3和CO2，其化學方程式為_______________________，證明NaHSO3溶液中HSO3-的電離程度大于水解程度，可采用的實驗方法是_________________。

（4）Na2S2O5作脫氧劑時的反應原理為Na2S2O5+O2+ H2O→Na2SO4+H2SO4，該反應中，氧化產物是______；若反應中轉移了0.04mol的電子，有________g Na2S2O5參加反應。

（5）連二亞硫酸鈉Na2S2O4俗稱保險粉，廣泛用于紡織工業的還原性染色、清洗、印花、脫色以及織物的漂白等。Na2S2O4屬于強還原劑，暴露于空氣中易被氧氣氧化。Na2S2O4遇KMnO4酸性溶液發生反應:5Na2S2O4+6KMnO4+4H2SO4=5Na2SO4+3K2SO4+6MnSO4+4H2O。

為了測定保險粉純度。稱取5.0g Na2S2O4樣品溶于冷水中，配成100mL溶液，取出10mL 該溶液于錐形瓶中，用0.1000mol/L的KMnO4 溶液滴定。重復上述操作2 次，平均消耗KMnO4 溶液21.00mL。則該樣品中Na2S2O4的質量分數為__________(雜質不參與反應)。(保留至0.1%)

（6）“鋼是虎，釩是翼，鋼含釩猶如虎添翼”，釩是“現代工業的味精”。釩對稀酸是穩定的，但室溫下能溶解于濃硝酸中生成VO2+。請寫出金屬釩與濃硝酸反應的離子方程式：_______________________________________。

（7）V2O5是兩性氧化物，與強堿反應生成釩酸鹽(陰離子為VO43-)，溶于強酸生成含釩氧離子(VO2+)的鹽。請寫出V2O5分別與燒堿溶液和稀硫酸反應生成的鹽的化學式：__________、_________。

Answer 1

【答案】 極性共價鍵 氧原子的半徑比硫原子小，吸引力電子能力強 2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2 取樣，測定溶液的pH，若pH小于7，說明電離程度大于水解程度 Na2SO4、H2SO4 1.90 60.9% V＋6H＋＋5NO3-===VO2+＋5NO2 ↑＋3H2O Na3VO4 (VO2)2SO4

【解析】

（1）碳原子核電荷數為6，核外兩個電子層，最外層4個電子，二氧化碳為共價化合物，碳氧鍵為極性共價鍵；

（2）O和S位于同一主族，從上到下原子半徑增大，原子半徑越小，元素的非金屬性越強；

（3）SO2與Na2CO3溶液反應生成NaHSO3和CO2，亞硫酸氫根離子水解呈堿性，電離呈酸性，可以測定溶液酸堿性；

（4）Na2S2O5作脫氧劑反應原理為：Na2S2O5+O2+H2O→Na2SO4+H2SO4，該反應中，氧化產物是元素化合價升高做還原劑的物質，硫元素化合價+4升高為+6價，電子轉移4e－，氧氣中氧元素化合價0價變化為-2價，電子轉移4e－，電子轉移總數4e－，Na2S2O5+O2+H2O=Na2SO4+H2SO4，以此計算；

（5）根據5S2O42－～6MnO4－，計算樣品中Na2S2O4的質量，再計算樣品中Na2S2O4的質量分數。

（6）金屬釩與濃硝酸反應成VO2＋，二氧化氮和水，寫出離子反應方程式；

（7）V2O5是兩性氧化物，與強堿反應生成釩酸鹽（陰離子為VO43－），溶于強酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，所以V2O5分別與燒堿溶液生成鹽的金屬陽離子是鈉離子、酸根離子為VO43－，得鹽的化學式，溶于稀硫酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，陽離子是VO2＋，酸根是硫酸根，所以鹽的化學式為：（VO2）2SO4；

（1）碳原子核電荷數為6，核外兩個電子層，最外層4個電子，原子結構示意圖為：，

二氧化碳為共價化合物，含有C=O鍵，為極性共價鍵；

（2）O和S位于同一主族，同主族元素從上到下原子半徑增大，原子核對核外電子的吸引能力減小，原子半徑越小，元素的非金屬性越強；

（3）SO2與Na2CO3溶液反應生成NaHSO3和CO2，化學方程式為：2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2，亞硫酸氫根離子水解呈堿性，電離呈酸性，取樣，測定溶液的pH，若pH小于7，說明電離程度大于水解程度。

（4）Na2S2O5作脫氧劑反應原理為Na2S2O5+O2+H2O→Na2SO4+H2SO4，該反應中，硫元素化合價+4升高為+6價，電子轉移4e－，升高失電子發生氧化反應，得到氧化產物為：Na2SO4、H2SO4，氧氣中氧元素化合價0價變化為-2價，電子轉移4e－，電子轉移總數4e－，Na2S2O5+O2+H2O=Na2SO4+H2SO4，若反應中轉移了4mol的電子，有1molNa2S2O5參加反應，若反應中轉移了0.04mol的電子，Na2S2O5參加反應的質量=0.01mol×190g·mol－1=1.90g。

（5）Na2S2O4與KMnO4反應產物為Na2SO4和MnSO4，硫元素共升高6價，錳元素共降低5價，化合價升降相同，故關系為

5S2O42－～6MnO4－，

5 6

n 21×10-3 L×0.1mol·L－1

則3.0g 樣品中Na2S2O4的質量分數為= ；

（6）金屬釩與濃硝酸反應成VO2＋，二氧化氮和水，離子方程式為：V+6H＋+5NO3－=VO2＋+5NO2↑+3H2O；

（7）V2O5是兩性氧化物，與強堿反應生成釩酸鹽（陰離子為VO43－），溶于強酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，V2O5分別與燒堿溶液生成鹽的陽離子是鈉離子、酸根離子為VO43－，所以鹽的化學式為Na3VO4，溶于稀硫酸生成含釩氧離子（VO2＋）的鹽，所以陽離子是VO2＋，酸根是硫酸根，所以鹽的化學式為：（VO2）2SO4；V2O5是兩性氧化物，與強堿反應生成釩酸鹽（陰離子為VO43－）。