科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。工业上用Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4，反应的离子方程式为___________________；实验室中，N

题文

科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。
（1）工业上用Na₂CO₃溶液处理水垢中的CaSO₄，反应的离子方程式为___________________；实验室中，Na₂S溶液长期放置有硫析出，原因为___________________（用离子方程式表示）。
（2）下图是大型蓄电系统的示意图。左右两侧为电解质储罐，中央为电池，反应原理为：

，电解质通过泵在储罐和电池间循环；离子选择性膜只允许钠离子通过。



当蓄电池放电时，电池中Na⁺的移动方向是_________（填“a→b”或“b→a”），电极a的电极反应式为_______________；当蓄电池处于充电状态时，电极b的电极反应式为___________。用该电池做电源，采用惰性电极电解200 mL 1 mol·L^－1的AgNO₃溶液，当阴极质量增加2.16 g时，电解后溶液的pH为_________（不考虑溶液体积变化）。
（3）工业上，用Na₂SO₃溶液作为吸收液可吸收烟气中的SO₂，吸收SO₂过程中，溶液pH与

关系如下表：



91∶9
1∶1
9∶91
pH（25℃）
8.2
7.2
6.2
 
①由上表判断，NaHSO₃溶液显________性，用平衡原理解释：__________________。
②当溶液呈中性时，溶液中离子浓度的大小关系为_____________________________。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）
2S^2-+O₂+2H₂O=S↓+4OH^-
（2）b→a      Br₃^-+2e^-=3Br^‑      S₄^2- + 2e^-=2S₂^2-     1
（3）①酸   在HSO₃^-溶液中存在以下两个平衡HSO₃^-+ H₂O

H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-

SO₃^2-+H⁺，其中以电离为主，故溶液为酸性。
② C(Na⁺)＞C(HSO₃^-)＞C(SO₃^2-)＞C(OH^-)=C(H⁺)

解析

（1）该反应为沉淀的转化，CaSO₄微溶于水，离子方程式中要写化学式，
CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq），不写状态也可以；2S^2-+O₂+2H₂O=S↓+4OH^-
(2)根据总反应方程式，放电时右侧的电解质储罐中Na₂S₂变为Na₂S₄，S元素化合价降低得到电子，该储罐为原电池的正极，Na⁺向该极移动；a极物质由NaBr₃得到电子变为NaBr，电解反应式为Br₃^-+2e^-=3Br^‑；充电时b极物质由Na₂S₄得到电子变为Na₂S₂，电极反应式为S₄^2- + 2e^-=2S₂^2-。
电解后得到银单质的量为n(Ag)=2.16÷108=0.02mol   n(e^-)=0.02mol  
则溶液中OH^-放电，n(H⁺)=n(OH^-)=n(e^-)=0.02mol，c(H⁺)=0.02÷0.2=0.1mol/L    pH=1
(3)由表中第三组数据可知，溶液中HSO₃^-量多时，溶液显酸性，由于SO₃^2-、HSO₃^-水解呈碱性，故只能是HSO₃^-在溶液中以电离为主溶液呈酸性，在HSO₃^-溶液中存在以下两个平衡HSO₃^-+ H₂O

H₂SO₃+OH^-，HSO₃^-

SO₃^2-+H⁺，其中以电离为主，故溶液为酸性。
两溶液按1：1混合呈碱性，故需多加入少量HSO₃^-溶液才能转化为中性，NaHSO₃量多于Na₂SO₃，故有
C(Na⁺)＞C(HSO₃^-)＞C(SO₃^2-)＞C(OH^-)=C(H⁺)

考点

据考高分专家说，试题“科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。（1.....”主要考查你对 [离子共存 ]考点的理解。

离子共存

离子共存：

所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：
（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

S^2-

SO₃^2-

I^-

Fe²⁺

Br^-

Cl^-(H⁺)

MnO₄^-

√

√

√

√

√

√

ClO^-

√

√

√

√

√

√

NO₃^-(H⁺)

√

√

√

√

√

×

Fe³⁺

√

√

√

×

×

×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

• 离子间相互结合生成难溶物或微溶物
  Ba²⁺、Ca²⁺CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-Ag⁺CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-
• 离子间相互结合生成气体或挥发性物质
  H⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-OH^-NH₄⁺
• 离子间相互结合生成弱电解质
  H⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^-弱酸OH^-NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺弱碱H⁺水

因能发生双水解的离子有：

Al³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S₂^-、HS^-、AlO₂^-、ClO^-Fe³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-NH₄⁺SiO₃^2-、AlO₂^-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe³⁺ SCN^-Ag⁺、Cu²⁺NH₃·H₂O

null

null

null

判断离子是否共存的几种情况：

（1）发生复分解反应，离子不能大量共存。
①有气体产生    如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。
②有沉淀生成    如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能与SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；
                            Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能与OH^-大量共存；
                            Pb²⁺与Cl^-，Fe²⁺与S^2-、Ca²⁺与PO₄^3-、Ag⁺与I^-不能大量共存。
③有弱电解质生成   如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、C₁₇H₃₅COO^-与H⁺不能大量共存；
                                   一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO₄^-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；
                                    NH₄⁺与OH^-不能大量共存。
（2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；
    SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O不能共存 ；H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。
（3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）
例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。
（4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe²⁺、Fe³⁺与SCN^-不能大量共存。
主要题目要求的限定：
（1）酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。
（2）溶液的颜色：有色离子MnO₄^-（紫色）、Fe³⁺（棕黄）、Fe²⁺（浅绿）、Cu²⁺（蓝）、Fe(SCN)₂⁺（红）、Fe(SCN)₆^3-（血红）。
（3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。