无机化学第十六章氧族元素习题

第16章氧族元素16-1写出下列物质的化学式。

(1) 方铅矿；(2)朱砂;(5) 黄铁矿；(6)芒硝;解：(1) PbS (2)HgS (3) 闪锌矿； (4)黄铜矿; (7)海波； (8)保险粉(6) Na^SO 4 TOH 2O (7) N82S 2O 3 • 5H 2O 16-2命名下列硫的含氧酸及盐(1) K 2S 2O 7; (2) H 2SO 5； (3) K 2S 2O 8； (4) N&S 2O 3 •5H 2O ；(5) N&S 2O 4; (6) Na 2SO 3； (7) Na 2S 4O 6； (8) Na 2SO 4 •1OH 2O解：(1) 焦硫酸钾 (2)过一硫酸 (4) 五水合硫代硫酸钠(俗称海波) (6)亚硫酸钠 (7)连四硫酸钠 16-3完成并配平下列反应方程式。

(1) H 2S+CIO 3-+H + ——(2) Na 2S 2O 4+O 2+NaOH ——(3) PbO 2+H 2O 2 --------(4) PbS+H z O 2-----------(5) S+NaOH(浓)——(6) Cu+H 2SO 4(浓)——(7) H+H 2SO 4(浓)——(8) H 2S + H 2SO 4(浓)——(9) SO 2CI 2+H 2O ——(10) HSO 3CI+H 2O ——解：2 +(1)5H 2S + 8CIO 3-=== 5SO 4 + 2H + 4Cb +4H 2O (2)Na 2S 2O 4 + O 2 +2NaOH === Na 2SO 3 + Na 2SO 4 + H 2O (3)PbO 2+H 2O 2 === PbO + H 2O + O 2 T (4)PbS+4H 2O 2 === PbSO 4 + 4出0 (5) 3S + 6NaOH(浓)===2 Na 2S + Na 2SO 3 + 3H 2O (6) Cu +2H 2SO 4(浓)===CuSO 4 + SO 2 T + 2H 2O(3) ZnS (4) CuFeS ( 5) FeS 2 (8) Na ?S 2O 4 • 2H 2O (3)过二硫酸钾(5)连二亚硫酸钠(8)十水合硫酸钠(俗称芒硝)(7)S + 2H2SO4(浓)===3SO2 T +2 H2O(8)H2S + H2SO4(浓)===S；+ SO2+ 2H2O(9)SO2Cl2+2H2O === H2SO4+2HCI(10)HSO3CI+H2O === H2SO4+HCI16-4完成下列各反应的化学方程式。

（1） Na?Q 与过量冷水作用；（2） 几滴热水滴在Na 2O 2固体上；（3） 电解硫酸和硫酸铵的混合溶液；（4） 将难溶于水和酸的Al 2O 3变成可溶于水的硫酸盐;（5） 无氧条件下Zn 粉还原酸式亚硫酸钠溶液；（6） 将SeC 2溶于水，然后通SO 2Q 气体；（7） 用盐酸酸化硫化铵溶液；（8） 向硫代硫酸钠溶液中滴加少量硝酸银溶液；（9） 向硝酸银溶液中滴加少量硫代硫酸钠溶液；（10） 在中等酸度的钛（IV ）盐溶液中加入H 2O 2。

解：（1） Na 2O 2+2H 2O === 2NaOH+H 2O 2（2） 2Na 2O 2+2H 2O === 4NaOH+O 2f电解2SO 2(过量)+Na 2CO 3+H 2O === 2NaHSO 3+CO 2 T(3) 2HSO 4 2- S 2O 8 +H 2共熔(4) AI 2O 3+3K 2S 2O 7 二==Al 2(SO 4)3+3K 2SO 4(5) NaHSO 3+Zn === Na 2S 2O 4+Zn(OH )2(6) 2SO 2+H 2SeO 3+H 2O === 2H 2SO 4+Se J(7) 2HCl+(NH 4)2S X === H 2S 仟(X-1)S 抄2NH 4CI + 2- 3(8) Ag +2S 2O 3 === Ag(S 2O 3)2(9) 2Ag ++S 2O 32- === Ag 2S 2O 3 J(白)Ag 2S 2O 3+H 2O ===Ag 2S 黑)+2H ++SO 42-)16-5用方向反应方程式表明物质的转化:、'〜K 2S 2O * H 2O 2Na 2S 2O 4Na 2S 2O 3 A解：4FeQ+11O 2 == 2Fe 2O 3+8SO22KOH+SO 3 ===K 2SO 4+H 2OK 2SO 4+H 2SO === 2KHSO 4电解Fe9 V2O5K 2S 2O 8+H 2T2KHSO 4 H 2SO42NaHS6+Z n === Na2S2O4+Z n(0 H)2NaHSQ+NaOH === Na z SO s+H z ONa2SO3+S === Na2S2O316-6按如下要求，制备H2S, SO2和SO3,写出相关化学反应方程式。

(1)化合物中S的氧化数不变的反应；(2)化合物中S的氧化数变化的反应。

解：(1)S的氧化数不变的反应：H2S 用金属硫化物与非氧化性的稀酸反应，例如FeS+2HCI (稀)===FeCb + H2S T502 用Na2SO3与稀盐酸反应：Na2SO3+2HCI === 2NaCI + SO2 t + H2O503 用加热分解硫酸盐的方法：CaSO4 —CaO+ SO31(2) 化合物中S的氧化数变化的反应：H2S 用Nal与浓H2SO4反应：8NaI + 9H2SO4(浓)===4l2+8NaHSO4 + H2S t + 4HO SO2①金属单质与浓硫酸反应：Zn + 2H2SO4(浓)===Zn SO4+ SO21 + 2HO ②单质S或硫化物矿在空气中燃烧：S+O2===SO24Fe2S+11O2===Fe2O3+8SO2SO3 以V2O5为催化剂用SO2与O2：V2O52SO2+O2 === 2SO316-7用化学反应方程式表示下列制备过程。

(1)以碳酸钠和硫磺为原料制备硫代硫酸钠；(2)工业上以硫化钠、碳酸钠和二氧化硫为原料制备硫代硫酸钠；(3)工业上以硫酸和硫酸铵为原料制备过二硫酸铵。

解：(1) 将部分硫黄在空气中燃烧制备SO2：S+O2===SO2将SO2通入Na2CO3溶液中，发生反应：SO2+Na2CO3 === Na2SO3+CO2使硫黄粉和沸腾的N&SO3溶液反应，制备N&S2O3 :S+Na e SO3==Na2S2O3(2) 将Na e S和Na2CO3按摩尔比2:1配成溶液，然后向其中通入SO2制备Na e S2O3，发生如下反应：2+2Na 2S+Na 2CO 3+4SO 2 === 3Na 2S 2O 3+CO 2(3) 将硫酸和硫酸铵溶液混合，制备硫酸氢铵：H 2SO 4+(NH 4)2SO 4 === 2NH 4HSO 4以Pt 为电极，电解NH 4HSO 4的饱和溶液，制备过二硫酸铵:2NH 4HSO 4 === (NH 4)2S 2O 8+H 2 T16-8将硫黄粉、石灰和水混合，经煮沸、摇匀制得石硫合剂。

试解释石硫合剂 呈橙色至樱桃红色的原因，并写出相应的反应方程式。

解：(X-1)S+CaS === CaS x (橙色)CaS ＜为橙色，并随着x 值升高显樱桃红色此外，此过程还发生以下反应： 1 2 S+CaSOj === CaS 2O 316-9试设计方案分离下列各组例子2 Ag +，Pb 2+，Fe 2+;解：(1)离子分离方案见图16-9-1 (&)或(b )(2)离子分离方案见图16-9-1 (c )Ag +，Pb 2+，Fe 2+0.3mol • dm -3 盐酸，通 H 2SNH 3 2ONaOH 2+ Ag 2S ，PbSFe 2 浓盐酸Ag 2O ，Fe(OH )2 盐酸 PbO 22+ 2- Ag 2S PbCl 4(a) AgCl ____________________ (b) 3+ 2+ 3+ 2+ Al ，Zn ，Fe ，Cu Kl(过量)—Fe 2+CuI Al 3+ -2+ ，Zn ，Fe'16-10 CS2在过量02中燃烧，得到混合气体。

试设计方案分离出其中的S02。

解：燃烧反应：CS2+3O2 === CO2+2SO2因为02过量，故得到的混合气体为02，C02和S02。

将混合气体用液氨的冷阱冷却，02和C02气体通过冷阱，S02液化得以分离。

16-11有硫酸盐构成的矶通常有两种形式，试给出通式并各举一例。

解：一类的组成符合通式：M2W04 • M n S04 • 6出0。

式中M1为NH4+, Na+，K+，Rb+, Cs+; M 且为Fe2+, Co2+，Ni2+，Zn2+，Cu2+，Hg2+。

如著名的莫尔盐(NH4)2S04 • FeSC4 • 6H2O，镁钾矶K2SO4 • MgS04 • 6H2O。

另一类的组成符合通式：M*S04 • MJ (S04)3 • 24H20。

式中M”为V3+，Cr3+，Fe3+，Co3+, Al3+, Ga3+等。

如明矶K2SO4 • Al2(SO4)3 • 24出0,铬矶K2SO4 • C「2(SO4)3 • 24H2O o16-12为什么不宜采用高温浓缩的办法获得NaHS03晶体? 解：NaHS03受热，分子间脱水得焦亚硫酸钠:00II1: :—0 —S --0—i H H —0—S—0 — ------------------001II0 —S —0 - -S --0—+ H20△2NaHSO3 =Na2S2O5+H2O缩水时不变价, Na2S2O5中的S仍为IV 价o由于NaHS03受热易缩水，故不能用加热浓缩的方法制备亚硫酸氢钠16-13为什么硫酸盐的热稳定性比碳酸盐高，而硅酸盐的热稳定性更高？解：对于相同金属离子的硫酸盐和碳酸盐来说，金属离子的极化能力相同，含氧酸根(SO42-, CO32-)电荷相同，且半径都较大。

因此，两者热稳定性差异主要是含氧酸根的中心原子氧化数的不同。

一般情况下，中心原子氧化数越大，抵抗金属离子的极化能力越强，含氧酸盐越稳定。

因此，中心原子氧化数为+6的硫酸盐的稳定性比中心原子氧化数为+4的碳酸盐高硅酸盐热稳定性更高的原因与前两种盐不同，前两种盐分解均产生气体如SO2, C02,是熵驱动反应。

而硅酸盐分解反应无气体产生，除金属氧化物外, 就是SiO2，反应的熵增很少。

这就是硅酸盐热稳定性高的原因。

16-14 SnS能溶于(NH4)2S溶液中，你认为可能的原因是什么？如何证明你的判断是正确的？解：可能是((NH4)2S溶液放置时间太长了，发生如下反应：2- 1 , -S2 + —02+ H20 === S J + 20H2S2- + S === S22-2- 2-SnS + S2 === SnS3把溶解了的SnS溶液进行酸化，溶液出现浑浊，且放出刺激性气味的H2S气体：2-+ ,SnS3 + 2H === SnS2 J + H2S可以证明你的判断是正确的16-15比较组成为M2S2O X的三种盐，它们各自符合下列所属的某些性质：(1)阴离子以一0—0—键为特征；|(2)阴离子以S—S键为特征；(3)阴离子以S—0—S键为特征；(4)它是由酸式硫酸盐缩合而成；(5)它是由酸式硫酸盐阳极氧化形成；(6)它是由亚硫酸盐水溶液与硫反应形成；(7)它的水溶液使溴化银溶液；(8)它的水溶液与氢氧化物(M0H)反应生成硫酸盐；(9)在水溶液中能把Mn2+氧化成Mn04-。