元素化学09：硫和硫化物（时间：2.5小时满分：100分）第一题（10分）硫化氢及其衍生物2003年12月重庆发生了重大井喷事件，中毒者无数，死亡160多人。
中毒原因是因为所喷发出来的天然气中含有高浓度的气体H2S。
H2S是无色有恶臭的剧毒气体，空气中H2S浓度达5mg·L－1时就会使人感到烦躁，达100mg·L－1就会使人休克而致死亡。
在这次事故中，很多受害群众用湿润的毛巾掩住嘴鼻或者将脸贴近湿润的土地，结果逃过了大劫。
1．如上所述，受害群众自我解救的方法是利用了H2S的溶解性。
101.325kPa，293K时，1体积水能溶2.6体积H2S气体，求该条件下饱和H2S水溶液的物质的量浓度和pH值（忽略溶液体积的变化，H2S的K1＝9.1×10－8）2．主要是混杂在天然气中的剧毒气体除H2S外，还有什么气体。
检测H2S可用什么试纸。
“灾区”群众最好用何种溶液浸湿毛巾防毒？3．硫和氧都是ⅥA族的元素，硫化氢中的一个H可以被乙基替代，得到乙硫醇。
类似地，如果丙酮中的O被S替代，得到CH3－CS－CH3，则其命名为；同样，已知CH3－CO－SH命名为乙硫羟酸，则CH3－CS－OH可命名为。
4．苯硫酚的酸性比苯酚。
1mol化合物HSCH2CH(NH2)COOH能与mol的NaOH反应。
5．HSCH2CH(NH2)COOH电离常数分别Ka1、Ka2、Ka3（Ka1＞Ka2＞Ka3），指出Ka1、Ka2、Ka3相对应的基团各是哪个？6．在浓Na2S溶液中滴入少量氯水，经振荡，未发现生成沉淀物；在足量氯水中，滴入少量Na2S溶液，经振荡，也未发现生成沉淀物。
分别写出反应的离子方程式。
第二题（11分）S2Cl2的结构、制备与性质S2Cl2是黄红色油状发烟液体，有刺激性臭味，熔点－80℃，沸点136℃。
蒸气有腐蚀性，遇水分解，易溶解硫黄；将适量氯气通入熔融的硫黄而得。
S2Cl2用作有机化工产品、杀虫剂、硫化染料、合成橡胶等生产中的氯化剂和中间体，也用于橡胶硫化、糖浆纯化、软水硬化等。
1．S2Cl2的结构简式是；空间构型为型（直线、折线）2．根据S2Cl2的结构特点，它应属于（类别），再列举两例此类常见化合物、（共价化合物或离子化合物各1例）；3．制备S2Cl2的化学方程式是，实际得到的产物是，如何用简单的实验方法得到较纯的S2Cl2：。
4．写出S2Cl2遇水分解和溶于NaOH溶液的化学方程式；5．S2Cl2与CH2＝CH2反应，可用来制备芥子气(ClCH2CH2)2S。
写出化学方程式。
6．S2Cl2在惰性溶剂CCl4中氨解可得到二元化合物X，X与氯化亚锡（Ⅱ）的乙醇溶液反应，所得主要产物Y的分子含氢2.14%（质量分数），且Y的摩尔质量比X略大；Y是高度对称的分子，结构中存在四重对称轴（旋转90°重合）。
写出Y的结构简式并写出合成X、Y的方程式。
第三题（9分）多硫化物多硫化物S x2－（2～6）在碱性溶液中被BrO3－氧化为SO42－；多硫化物在酸性溶液中析出多硫化氢，多硫化氢是一种极不稳定的黄色液体，能迅速分解。
1．写出碱性溶液中BrO3－氧化S x2－的离子反应方程式；2．如果上述反应中BrO3－和OH－的物质的量的比为2︰3，计算S x－中x的值；如果生成0.1mol Br－，计算转移的电子的物质的量；3．Na2S x溶液中滴入稀硫酸，可观察到什么现象？写出总反应方程式；4．过量S和NaOH溶液共煮，产物之一是Na2S x，写出总反应方程式；上述溶液中通入SO2，可以除去Na2S x，得到无色溶液，写出总反应方程式5．多硫化钙在空气中与二氧化碳等酸性物质接触易析出多硫化氢，说明多硫化钙具有杀虫作用的原因。
第四题（7分）S2－的生成与沉淀金属离子在含Zn2＋的溶液中去除含有的Cu2＋、Hg2＋、Bi3＋，Pb2＋等离子时，可加入硫代乙酰胺（CH3CSNH2），并控制溶液的酸度为0.3mol/L。
1．写出该条件下硫代乙酰胺水解的反应方程式；2．酸度太高或太低对分离有何影响？3．控制酸度为什么要用HCl溶液，而不用HNO3溶液？4．在沉淀过程中，为什么还要加水稀释溶液？5．洗涤CuS，HgS，Bi2S3，PbS沉淀时，为什么要用约0.1mol/L的NH4NO3溶液？6．如果沉淀没有洗净还沾有Cl－时，对HgS与其他硫化物的分离有何影响？第五题（6分）SF6的结构、制备与性质纯净的SF6是一种无色无味的气体，具有良好的化学稳定性和热稳定性、卓越的电绝缘性能和灭弧性能。
主要用于大型发电厂的介电绝缘介质，半导体制造业等。
1．工业上SF6通常是由电解产生的氟在高温下与硫反应来制备的。
方法是将氟气与熔融硫磺反应，使反应器中的硫磺保持在120℃～180℃的熔融状态与通入的氟气反应。
此法反应温度较易控制，须保证氟气适当过量。
请给出氟气适当过量的理由；2．Eugene H.Man等提出的合成SF6方法是电解HF与SF4的液态混合物。
电解过程中需避免氟以外的卤素介入，电解液的比例（HF︰SF4）控制在1︰1～1︰5之间，氮气流缓慢通过电解槽以利于收集产品气，并用干冰和液氮冷却的冷阱收集产品气体。
（1）写出制备反应的化学方程式；（2）对产品气体的分析显示，主要成分为SF6和部分未反应的SF4，同时含有微量的SOF4，SiF4、SOF2、H2和CO2。
请设计出一种除去SF6中SF4的简单的化学方法，并写出反应方程式。
3．空气中的氧气在高压或电火花的作用下会与六氟化硫反应生成一系列的氟化物，若高压下SF6放电，生成物A的相对分子量为86。
（1）写出反应的化学方程式；（2）SF6和A的分子构型分别是什么？第六题（7分）自然界的岩层矿石做并不存在单质硫，而在火山喷发形成的沉积中都能找到大量单质硫，右图所示为模拟火山喷发制备单质硫的过程。
1．翻译图中2个英语词组：Superheated water：Molten sulfuf：2．现实自然界中火山喷发过程中是如何产生单质硫的。
3．写出火山喷发形成单质的反应方程式。
4．工业上以FeS2为原料，有两种方法可制备单质硫：方法①：对原料的利用率为50%；方法②：对原料的利用率为100%，但需要处理尾气。
分别写出反应方程式。
第七题（6分）含硫阳离子非水溶剂中能发生许多有趣的反应，在液态SO2溶剂中，硫单质（S8），AsF5与过量的液溴反应，可得到一亮黄色固体物质A，拉曼光谱分析表明，A中含一正八面体型阴离子和三角锥型阳离子（只含一种化学键）；若将硫单质（S8），AsF5与过量的碘反应，则得到固体B，B 与A中阴离子相同，阳离子为环状，其中某一元素含量为63.82%。
在液态SO2中A，B电导率相同。
1．给出A，B的结构简式2．画出题中所提到的两种阳离子，一种阴离子的结构；3．写出生成A的化学反应方程式。
第八题（8分）H2S尾气处理近年来全国各地开展了轰轰烈烈的降能排耗活动，其中含硫废气的处理是某些工厂面临的重要课题。
某研究小组充分利用石油炼制过程中产生大量的H2S废气，用热分解法、电化学法和富玛克斯法可以制得硫磺产品。
1．如何从高温分解（一般在1100℃以上）的蒸汽中得到硫磺？2．电化学的基本工艺是将H2S通入FeCl3水溶液中，过滤后将反应液通入电解槽中电解。
研究表明，该体系中对H2S的吸收率可达99%，反应液可循环利用。
写出有关反应方程式。
3．富玛克斯法治理硫化氢的方法和步骤如下：①用2%～3%的Na2CO3溶液作吸收剂生成2种酸式盐；②再加入一种RNO（液）（R表示芳香烃基）与生成的一种酸式盐的水溶液反应生成硫、碱和RNHOH；③第二步生成的碱在溶液中与另一种酸式盐反应生成正盐；④RNHOH 与空气中的氧发生反应又得到RNO。
（1）写出上述四步反应的化学方程式。
（2）请对富玛克斯法的优点做一简要评价。
第九题（10分）推断2种含硫化合物1．某液体物质A由短周期2种元素组成；A与次氯酸酐作用则生成极毒的气体B和透明液体C；B和C具有相似的组成（原子个数比相同），但空间构型不同，B是平面型分子，C 是三角锥型分子；A与Cl2在MnCl2催化下可得到等物质的量的一种不能燃烧的溶剂物质D和一种黄红色油状发烟液体E；C、E都易水解，有2种共同的水解产物，但E还有一种使溶液变浑浊的产物。
试确定从A、B、C、D、E代表什么物质？A B CD E2．在金星大气中存在可观数量的化合物A，A在地球上是一种只有微生物生命活动才能形成的物质。
化合物A的分子呈直线型，有弱极性。
A在空气中极易着火生成等物质的量的B 气体和C气体；A不溶于水，但加热条件下与水蒸气作用，生成B气体和D气体；气体C和D在有水存在的条件下迅速反应，生成固体E；如果在催化剂作用下A水解可以得到固体E和F的溶液。
在交流放电的情况下，A分解生成E固体、G气体两种物质。
（1）写出A～G各物质的化学式；A B C DE F G（2）A 可由其等电子体与SO 3反应制备，写出反应方程式。
第十题（14分）SF 4的结构、制备与性质在343～353K 下，使SCl2和悬浮于乙氰中的氟化钠作用是制备SF 4的一种方法，同时也得到两种氯化物；也可以于200K 以下用CoF 3对单质硫进行氟化得到。
SF 4是无色气体，毒性很强，右图是它的立体结构：1．写出制备SF 4的两个反应式。
2．指出SF 4分子中有几种F －S －F 键角及几种S －F 键长。
3．SF 4可以和SbF 5反应生成加合物。
该加合物在无水HF 中完全电离。
（1）写出电离反应方程式。
（2）SCl 4和SbCl 5反应生成加合物，该加合物熔点很低，且能溶于有机溶剂。
写出该加合物的分子式。
（3）上述两个反应为什么得到两种性质不同的产物？4．SF 4性质活泼，遇水或潮湿空气则发生明显反应。
（1）请分别写出SF 4与水、氧气作用的方程式；（2）指出SF 4容易水解的原因。
5．SF 4能顺利的将有机物氟化。
例如：SF 4＋CH 3COCH 3→X ＋B SF 4＋As OOH OH →Y ＋B ＋C（未配平）红外光谱表明有机产物X 中没有羰基的吸收峰，用19FNMR 对Y 进行测试获知Y 中有两种化学环境的氟原子。
（1）完成上面两个反应式。
（2）画出Y可能的立体结构，并指出实际构型最可能是哪一种。
（3）SF4遇强氧化剂如三氟化氯时被氧化得到两个八面体分子，请完成此反应。
第十一题（12分）硫和硫化物的定量分析1．测定硫磺的纯净度，可采用如下的方法：准确称取一定量的硫磺，与已知浓度和质量的氢氧化钠溶液（过量）（反应Ⅰ），直到硫磺完全溶解。
冷却至室温，缓缓加入15%的过氧化氢溶液至过量，并不断摇动（反应Ⅱ，硫元素全部转化为S(Ⅵ)）。