Question

許多硫的含氧酸鹽在醫藥、化工等方面有著重要的用途。
（1）)重晶石（BaS0₄)常作胃腸道造影劑。
已知：常溫下，K_sp(BaSO₄)=1.1×10^-10，向BaSO₄懸濁液中加入硫酸，當溶液的pH=2時， 溶液中 c(Ba²⁺)=         。
（2）硫酸亞鐵銨晶體[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂0]常作分析劑。
①檢驗晶體中含有NH₄⁺的方法為_______。
②等物質的量濃度的四種稀溶液：
a．(NH₄)₂Fe(SO₄)₂    b．NH₄HSO₄   c．(NH₄)₂SO₄   d．(NH₄)₂SO₃
其中_C(NH₄⁺)由大到小的順序為                  （填選項字母）。
（3）過二硫酸鉀（K₂S₂O₈)常作強氧化劑，Na₂S₂O₃常作還原劑。
①K₂S₂O₈溶液與酸性MnSO₄溶液混合,在催化劑作用下，可以觀察到溶液變為紫色， 該反應的離子方程式為                  
②用鉑作電極，電解H₂SO₄和K₂SO₄的混合溶液可以制備K₂S₂O₈，其陽極的電極反應式為_____                __電解過程中陰極附近溶液的pH將______ (填“增大”、“減小”或“不變”)
③產品中K₂S₂O₈的含量可用碘量法測定。操作步驟為：稱取0.3g產品于碘量瓶中，加50 mL水溶解；加入4.000 g KI固體(稍過量），振蕩使其充分反應；加入適量醋酸溶液酸化，以______為指示劑，用0.1000 mol·L^-1 Na₂S₂O₃標準液滴定至終點（已知：I₂＋2S₂O₃^2－=2I^－＋S₄O₆^2－）。重復2次，測得平均消耗標準液21.00mL。該產品中K₂S₂O₈的質量分數為(雜質不參加反應)                                                                      (列式并計算）。

Answer 1

（1）2.2×10^－8 mol/L        （2分）
（2）① 取少量晶體，加水溶解，再加入足量NaOH濃溶液加熱，生成能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，則有NH₄⁺。（其它合理答案也給分）       （2分）
② a＞c＞d＞b （2分，寫成a c d b 或b＜d＜c＜a也可給分，但寫成b d c a不給分）
（3）① 5S₂O₈^2－+2Mn²⁺+8H₂O催化劑10SO₄^2－+2MnO₄^－+16H⁺         （2分）
② 2SO₄^2－ －2e^－=S₂O₈^2－（或2HSO₄^－ －2e^－ = S₂O₈^2－+2H⁺）  （2分）
增大  （1分）
③淀粉    （1分）

（3分，列式2分，結果1分。列式中不帶單位不扣分，寫成94.5%亦不扣分。）

解析試題分析：（1）pH=2時，c(SO₄^2-)=0.5×10^-2mol/L，K_sp(BaSO₄)=c(Ba²⁺)·c(SO₄^2-)=1.1×10^-10，則。
（2）①NH₄⁺的檢驗通常是加堿，使其轉化為氨氣，用濕潤的石蕊試紙檢驗氨氣。
②NH₄⁺是弱堿陽離子，在水中可水解使溶液顯酸性。a中NH₄⁺與Fe²⁺的水解相互抑制，c中NH₄⁺正常水解，d中NH₄⁺與SO₃^2-水解相互促進，因此c(NH₄⁺)由大到小為a>c>d。因a、c、d分子中都有2個銨根離子，而b分子中只有1個銨根離子，水解畢竟是微弱的，因此b中的c(NH₄⁺)最小，故整體順序為a＞c＞d＞b。
（3）①溶液變紫色說明有高猛酸根生成，過二硫酸根被還原為硫酸根。
②電解時，陰離子在陽極失電子，故電極反應式為2SO₄^2－ －2e^－=S₂O₈^2－。陰極陽離子得電子，發生反應為2H⁺+2e^—=H₂↑，氫離子減少溶液酸性減弱，pH升高。
③根據題中所述滴定原理，Na₂S₂O₃標準液用來滴定碘單質，碘遇淀粉變藍，因此用淀粉作指示劑。
滴定時發生的反應有：S₂O₈^2—+2I^—=2SO₄^2—+I₂，I₂＋2S₂O₃^2－=2I^－＋S₄O₆^2－，則有S₂O₈^2—～2S₂O₃^2－，因此產品中K₂S₂O₈的質量為0.1000×21×10^-3××270=0.2835g，產品中K₂S₂O₈的質量分數為。
考點：考查溶度積的計算，鹽類的水解，離子檢驗，電解池原理，中和滴定原理。