Question

6．焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）是常用的食品抗氧化劑之一．
某化學(xué)研究小組采用圖1裝置（實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣）制取Na₂S₂O₅，裝置 II中有Na₂S₂O₅晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂SO₃+SO₂→Na₂S₂O₅

（1）裝置Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，需要用到的玻璃儀器有玻璃棒、漏斗、燒杯．裝置Ⅲ用于處理尾氣，可選用的合理裝置（夾持儀器已略去）為c（填序號(hào)）．
（3）現(xiàn)將0.5mol Na₂S₂O₅溶解于水配成1L溶液，該溶液pH=4.5．溶液中部分微粒濃度隨溶液酸堿性變化如圖．
（4）寫(xiě)出Na₂S₂O₅溶解于水的化學(xué)方程式Na₂S₂O₅+H₂O=2NaHSO₃；當(dāng)溶液pH小于1后，溶液中H₂SO₃的濃度減小，其原因可能是亞硫酸不穩(wěn)定，易分解生成二氧化硫，或亞硫酸被氧化．
（5）葡萄酒常用Na₂S₂O₅做抗氧化劑．1.90g Na₂S₂O₅最多能還原224mLO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
（6）檢驗(yàn)Na₂S₂O₅晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加適量水溶解；滴加足量鹽酸，振蕩；再滴入氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則該晶體已被氧化．

Answer 1

分析 （1）由裝置Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)可知，裝置Ⅰ中產(chǎn)生的氣體為SO₂，亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫與水；
（2）裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，分離固體與液態(tài)，應(yīng)采取過(guò)濾操作，根據(jù)過(guò)濾操作需要用到的玻璃儀器答題；裝置Ⅲ用于處理尾氣，吸收未反應(yīng)的二氧化硫，應(yīng)防止倒吸，且不能處于完全密閉環(huán)境中；
（4）根據(jù)圖可知，pH=4.5時(shí)，溶液中主要以亞硫酸氫根離子形式存在，據(jù)此書(shū)寫(xiě)水解方程式；當(dāng)溶液pH小于1后，溶液中主要以亞硫酸形成存在，但亞硫酸不穩(wěn)定，易分解生成二氧化硫，據(jù)此答題；
（5）用Na₂S₂O₅做抗氧化劑，能被氧化成Na₂SO₄，根據(jù)電子得失守恒可知關(guān)系式Na₂S₂O₅～O₂，根據(jù)關(guān)系可計(jì)算出氧氣的體積；
（6）Na₂S₂O₅晶體在空氣中易被氧化為Na₂SO₄，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗(yàn)樣品中是否含有硫酸根即可；

解答 解：（1）由裝置Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)可知，裝置Ⅰ中產(chǎn)生的氣體為SO₂，亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫與水，反應(yīng)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，分離固體與液態(tài)，應(yīng)采取過(guò)濾操作，過(guò)濾操作需要用到的玻璃儀器有玻璃棒、漏斗、燒杯，
a．該裝置不能吸收二氧化硫，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，故錯(cuò)誤；
b．該裝置吸收二氧化硫能力較差，且為密閉環(huán)境，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大易產(chǎn)生安全事故，故錯(cuò)誤；
c．該裝置中氫氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)，可以吸收，且防止倒吸，故正確；
d．高錳酸鉀溶液能吸收二氧化硫，但該裝置不能防倒吸，故錯(cuò)誤
e．裝置應(yīng)將導(dǎo)管深入氨水中可以吸收二氧化硫，但為密閉環(huán)境，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大易產(chǎn)生安全事故，故錯(cuò)誤，故選c，
故答案為：玻璃棒、漏斗、燒杯；c；
（4）根據(jù)圖可知，pH=4.5時(shí)，溶液中主要以亞硫酸氫根離子形式存在，所以水解方程式為Na₂S₂O₅+H₂O=2NaHSO₃，當(dāng)溶液pH小于1后，溶液中主要以亞硫酸形成存在，但亞硫酸不穩(wěn)定，易分解生成二氧化硫或亞硫酸被氧化也會(huì)導(dǎo)致濃度小，
故答案為：Na₂S₂O₅+H₂O=2NaHSO₃；亞硫酸不穩(wěn)定，易分解生成二氧化硫，或亞硫酸被氧化；
（5）1.90g Na₂S₂O₅的物質(zhì)的量為$\frac{1.90}{190}$mol=0.01mol，用Na₂S₂O₅做抗氧化劑，能被氧化成Na₂SO₄，根據(jù)電子得失守恒可知關(guān)系式Na₂S₂O₅～O₂，所以能還原的氧氣的物質(zhì)的量為0.01mol，其體積為224mL，
故答案為：224；
（6）Na₂S₂O₅中S元素的化合價(jià)為+4價(jià)，因此會(huì)被氧化為為+6價(jià)，即晶體在空氣中易被氧化為Na₂SO₄，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗(yàn)樣品中是否含有硫酸根即可，實(shí)驗(yàn)方案為：取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加適量水溶解；滴加足量鹽酸，振蕩；再滴入氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則該晶體已被氧化，
故答案為：取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加適量水溶解；滴加足量鹽酸，振蕩；再滴入氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則該晶體已被氧化；

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)含量的測(cè)定、氧化還原反應(yīng)滴定等，難度中等，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分析解答，注意元素化合物知識(shí)的積累和靈活運(yùn)用．