以下是对问题的解答:
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### 问题分析
含氧酸阴离子中O²⁻是否容易被S²⁻取代,主要与以下因素有关:
1. **中心原子的极化能力**:中心原子电荷密度越低(电荷/半径比小),对O²⁻的束缚力越弱,O²⁻越容易被取代。
2. **软硬酸碱理论(HSAB)**:S²⁻为软碱,倾向于与软酸结合。中心原子若为软酸(如低价、大半径原子),其含氧酸阴离子中的O²⁻更易被S²⁻取代。
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### 常见含氧酸阴离子的取代难易排序
| 阴离子 | 中心原子 | 电荷密度(电荷/半径) | 取代难易 |
|--------------|----------|-----------------------|----------|
| **硅酸根** (SiO₄⁴⁻) | Si⁴⁺ | 低(Si原子半径大) | **最易** |
| 磷酸根 (PO₄³⁻) | P⁵⁺ | 中等 | 较难 |
| 硫酸根 (SO₄²⁻) | S⁶⁺ | 高(S原子半径小) | 难 |
| 硝酸根 (NO₃⁻) | N⁵⁺ | 极高(N原子极小) | 极难 |
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### 结论
**硅酸根(SiO₄⁴⁻)**中的O²⁻最容易被S²⁻取代。
**原因**:
1. Si⁴⁺电荷密度低(+4电荷,原子半径大),对O²⁻的束缚力较弱。
2. Si⁴⁺属于较软的酸,符合HSAB理论(软酸-软碱结合)。
**实例**:
硅酸钠(Na₂SiO₃)与硫化钠(Na₂S)共热时,O²⁻被S²⁻取代生成硫代硅酸钠(Na₂SiS₃):
$$\text{Na}_2\text{SiO}_3 + 2\text{Na}_2\text{S} \xrightarrow{\Delta} \text{Na}_2\text{SiS}_3 + 3\text{Na}_2\text{O}$$
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### 其他可能答案(若选项包含碳酸根)
若问题中涉及碳酸根(CO₃²⁻),其取代难易介于硅酸根与硫酸根之间(C⁴⁺电荷密度略高于Si⁴⁺),但仍不如硅酸根易被取代。
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