Question

14．保險粉（化學式為Na₂S₂O₄）在工農業生產中有廣泛的用途，Na₂S₂O₄在堿性溶液中穩定，在中性和酸性溶液中極不穩定，在NaCl存在下，Na₂S₂O₄在水中溶解度顯著下降．制備流程如圖：

（1）反應Ⅰ的原理為：Zn+2SO₂═ZnS₂O₄，該反應類型為化合反應．
（2）反應Ⅱ為復分解反應，該反應的化學方程式為ZnS₂O₄+2NaOH═Zn（OH）₂↓+Na₂S₂O₄．
（3）操作a的名稱為過濾．
（4）濾液中含有Na₂S₂O₄，為使Na₂S₂O₄結晶析出還需要加入少量NaOH的原因是可調節溶液為堿性，使 Na₂S₂O₄結晶穩定存在，加入NaCl的原因是氯化鈉的存在使Na₂S₂O₄的溶解度降低，更易結晶析出，提高產率．
（5）198gZn（OH）₂理論上能得到Zn的質量為130g．

Answer 1

分析 （1）Zn+2SO₂═ZnS₂O₄，該反應的反應物是兩種，生成物是一種，進行分析解答．
（2）反應Ⅱ為復分解反應，則ZnS₂O₄與氫氧化鈉溶液交換成分反應生成氫氧化鋅沉淀和Na₂S₂O₄，進行分析解答．
（3）操作a是將氫氧化鋅沉淀與濾液分離，進行分析解答．
（4）根據題意，濾液中含有Na₂S₂O₄，Na₂S₂O₄在堿性溶液中穩定，在中性和堿性溶液中極不穩定；在NaCl存在下，Na₂S₂O₄在水中溶解度顯著下降，進行分析解答．
（5）由質量守恒定律，反應前后鋅元素的質量不變，進行分析解答．

解答 解：（1）Zn+2SO₂═ZnS₂O₄，該反應的反應物是兩種，生成物是一種，屬于化合反應．
（2）反應Ⅱ為復分解反應，則ZnS₂O₄與氫氧化鈉溶液交換成分反應生成氫氧化鋅沉淀和Na₂S₂O₄，該反應的化學方程式為ZnS₂O₄+2NaOH═Zn（OH）₂↓+Na₂S₂O₄．
（3）操作a是將氫氧化鋅沉淀與濾液分離，操作a的名稱為過濾．
（4）濾液中含有Na₂S₂O₄，Na₂S₂O₄在堿性溶液中穩定，在中性和堿性溶液中極不穩定，則為使Na₂S₂O₄結晶析出還需要加入少量NaOH的原因是可調節溶液為堿性，使 Na₂S₂O₄結晶穩定存在．
在NaCl存在下，Na₂S₂O₄在水中溶解度顯著下降，加入NaCl的原因是氯化鈉的存在使Na₂S₂O₄的溶解度降低，更易結晶析出，提高產率．
（5）由質量守恒定律，反應前后鋅元素的質量不變，198gZn（OH）₂理論上能得到Zn的質量為198g×$\frac{65}{65+（16+1）×2}×$100%=130g．
故答案為：（1）化合反應；（2）ZnS₂O₄+2NaOH═Zn（OH）₂↓+Na₂S₂O₄；（3）過濾；（4）可調節溶液為堿性，使 Na₂S₂O₄結晶穩定存在；氯化鈉的存在使Na₂S₂O₄的溶解度降低，更易結晶析出，提高產率；（5）130g．

點評 本題有一定難度，理解Na₂S₂O₄的制備流程如圖，熟練掌握化合反應與復分解反應的特征、過量的原理、化學式的有關計算等是正確解答本題的關鍵．