Question

7．連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄），是印刷工業中重要的還原劑．某小組進行如下實驗：
Ⅰ．【查閱資料】
（1）連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）是一種白色粉末，易溶于水，難溶于乙醇．
（2）2Na₂S₂O₄+4HCl=4NaCl+S↓+3SO₂↑+2H₂O；Na₂S₂O₃+2HCl=2NaCl+S↓+SO₂↑+H₂O．
Ⅱ．【制備方法】
75℃時將甲酸鈉和純堿加入乙醇水溶液中，通入SO₂進行反應，完成其反應方程式：
HCOONa+1Na₂CO₃+4SO₂□=2Na₂S₂O₄+3CO₂+□
冷卻至40～50℃，過濾，用乙醇洗滌，干燥制得Na₂S₂O₄．
Ⅲ．【Na₂S₂O₄的性質】

（1）Na₂S₂O₄溶液在空氣中易被氧化．課題小組測定0.050mol/LNa₂S₂O₄溶液在空氣中pH變化如圖所示：0～t₁段主要先生成HSO₃^-，0～t₁段發生反應的離子反應方程式為2S₂O₄^2-+O₂+2H₂O=4HSO₃^-．
t₃時溶液中主要陰離子是SO₄^2-．
（2）隔絕空氣加熱Na₂S₂O₄固體完全分解，得到固體產物Na₂SO₃、Na₂S₂O₃和氣體為SO₂（填化學式）．
請你設計實驗驗證產物有Na₂S₂O₃存在，完成下表中內容．
（供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、KMnO₄溶液）

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預期的實驗現象和結論
取少量完全分解的固體產物于試管中，加入稀鹽酸	若有淡黃色沉淀，則有Na2S2O3存在

（3）資料顯示：保險粉、H₂O₂均可用于紙漿漂白．寫出保險粉與過量的H₂O₂，在水溶液中反應生成硫酸鹽等物質的離子方程式：S₂O₄^2-+3H₂O₂=2SO₄^2-+2H⁺+2H₂O_．

Answer 1

分析 II．根據電子得失守恒和原子守恒書寫化學方程式；連二亞硫酸鈉是一種白色粉末，易溶于水，難溶于乙醇；
III．（1）Na₂S₂O₄溶液在空氣中易被氧化生成亞硫酸氫鈉，t3時溶液的pH=1，說明溶液的酸性較強，因此亞硫酸氫鈉被氧化為硫酸氫鈉；（2）隔絕空氣加熱Na₂S₂O₄固體完全分解，得到固體產物Na₂SO₃、Na₂S₂O₃和氣體，其中亞硫酸鈉是氧化產物，而Na₂S₂O₃中S是+2價，則根據氧化還原反應中電子得失守恒可知氣體應該是SO₂．根據反應Na₂S₂O₃+2HCl=2NaCl+S↓+SO₂↑+H₂O可知要檢驗硫代硫酸鈉；
（3）保險粉與過量的H₂O₂在水溶液中反應生成硫酸鹽，結合質量守恒和電荷守恒書寫．

解答 解：II．反應中S元素的化合價從+4價降低到+3價，得到1個電子．甲酸鈉中碳元素的化合價從+2價升高到+4價，則根據電子得失守恒和原子守恒可知反應的化學方程式為2HCOONa+Na₂CO₃+4SO₂=2Na₂S₂O₄+3CO₂+H₂O．連二亞硫酸鈉是一種白色粉末，易溶于水，難溶于乙醇，因此可以用乙醇洗滌產品，
故答案為：2HCOONa+Na₂CO₃+4SO₂=2Na₂S₂O₄+3CO₂+H₂O； 乙醇；
III．（1）Na₂S₂O₄溶液在空氣中易被氧化生成亞硫酸氫鈉，則0～t1段發生離子反應方程式為 2S₂O₄^2-+O₂+2H₂O=4HSO₃^-．t3時溶液的pH=1，說明溶液的酸性較強，因此亞硫酸氫鈉被氧化為硫酸氫鈉，則溶液中主要陰離子符號是SO₄^2-，故答案為：2S₂O₄^2-+O₂+2H₂O=4HSO₃^-；SO₄^2-；
（2）隔絕空氣加熱Na₂S₂O₄固體完全分解，得到固體產物Na₂SO₃、Na₂S₂O₃和氣體，其中亞硫酸鈉是氧化產物，而Na₂S₂O₃中S是+2價，則根據氧化還原反應中電子得失守恒可知氣體應該是SO₂．根據反應Na₂S₂O₃+2HCl=2NaCl+S↓+SO₂↑+H₂O可知要檢驗硫代硫酸鈉，則只需要取少量完全分解的固體產物于試管中，加入稀鹽酸，如果有淡黃色沉淀，則有Na₂S₂O₃存在，故答案為：SO₂；

實驗步驟（不要求寫出具體操作過程）	預期的實驗現象和結論
取少量完全分解的固體產物于試管中，加入稀鹽酸	若有淡黃色沉淀，則有Na2S2O3存在

（3）保險粉與過量的H₂O₂在水溶液中反應生成硫酸鹽，反應的離子方程式為S₂O₄^2-+3H₂O₂═2SO₄^2-+2H⁺+2H₂O，故答案為：S₂O₄^2-+3H₂O₂=2SO₄^2-+2H⁺+2H₂O．

點評 本題考查氧化還原反應、水解反應、物質制備和檢驗實驗設計與探究，涉及對反應原理、裝置及操作的分析評價、離子方程式的書寫等，注意對物質性質信息的應用，難度中等．