Question

【題目】焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）是一種常用的抗氧化劑。

某研究小組對焦亞硫酸鈉進行如下研究：

（1）采用下圖裝置（實驗前已除盡裝置內的空氣）制取Na2S2O5。

裝置Ⅱ中有Na2S2O5析出，發(fā)生的化學反應方程式為：Na2SO3+ SO2= Na2S2O5。

①裝置Ⅰ中產生氣體的化學方程式為_____________________________。

②要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是______________。

③裝置Ⅲ用于處理尾氣，可選用的最合理裝置（夾持儀器已略去）為______（填序號）。

（2）（查閱資料）Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。

①NaHSO3溶液顯酸性。請用化學用語和必要的文字解釋原因________________________________；

證明該結論可采用的實驗方法是_______________（填序號）。

a．測定溶液的pH

b．加入Ba(OH)2溶液

c．加入鹽酸

d．加入品紅溶液

e．用藍色石蕊試紙檢測

②檢驗Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是__________________。

（3）焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）在酸性條件下可將工業(yè)廢水中的Cr2O72—還原為Cr3+。

①寫出該反應的離子方程式_______________________。

②若處理Cr2O72—濃度為1×10-3mol/L的工業(yè)廢水1L，需用Na2S2O5固體_________mg。

Answer 1

【答案】Na2SO3 + H2SO4（濃）＝ Na2SO4 + SO2↑+ H2O 過濾 d HSO3-H++SO32- HSO3-+H2OH2SO3+OH-電離程度大于水解程度，所以溶液顯酸性 a、e 取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量稀鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成 ①2Cr2O72- + 3S2O52- + 10H+=4Cr3++ 6SO42- + 5H2O或2Cr2O72- +6 HSO3-+ 10H+=4Cr3++ 6SO42- + 8H2O 285

【解析】

裝置Ⅰ中產生二氧化硫氣體，裝置Ⅱ中二氧化硫與飽和的亞硫酸鈉溶液反應生成焦亞硫酸鈉沉淀，裝置III中裝有NaOH溶液，吸收尾氣二氧化硫，防止污染空氣。

(1)①裝置Ⅰ中產生氣體為二氧化硫氣體，化學方程式為Na2SO3 + H2SO4（濃）＝ Na2SO4 + SO2↑+ H2O；

②二氧化硫與飽和的亞硫酸鈉溶液反應生成焦亞硫酸鈉沉淀，所以從裝置II中得到晶體的操作為過濾；

③裝置III的作用是吸收二氧化硫，二氧化硫在水中的溶解度不大，所以用氫氧化鈉溶液吸收，答案選d；

(2)①亞硫酸鈉溶液呈酸性，是因為亞硫酸氫根離子的電離程度大于其水解程度，用離子方程式表示為HSO3-H++SO32-， HSO3-+H2OH2SO3+OH-；證明該溶液為酸性的方法可以用pH試紙測定溶液的pH值，小于7證明溶液呈酸性；或用藍色石蕊試紙檢驗，若溶液使藍色石蕊試紙變紅色，證明溶液呈酸性；而加入氫氧化鋇溶液，產生白色沉淀，加入鹽酸產生氣體，都不能說明溶液為酸性，加入品紅溶液，與驗證溶液的酸堿性無關，所以選擇ae；

②Na2S2O5晶體在空氣中被氧化為硫酸鈉，所以證明硫酸根離子的存在可證明Na2S2O5晶體已被氧化，操作為取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量稀鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成；

（3）①焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）在酸性條件下可將工業(yè)廢水中的Cr2O72—還原為Cr3+，自身被氧化為硫酸根離子，根據(jù)元素守恒，反應中有水生成，所以離子方程式為2Cr2O72- + 3S2O52- + 10H+=4Cr3++ 6SO42- + 5H2O或2Cr2O72- +6 HSO3-+ 10H+=4Cr3++ 6SO42- + 8H2O；

②若處理Cr2O72—濃度為1×10-3mol/L的工業(yè)廢水1L，則Cr2O72—的物質的量是1×10-3mol需用Na2S2O5固體的物質的量是1.5×10-3mol，則Na2S2O5固體的質量是1.5×10-3mol×190g/mol=0.285g=285mg。