Question

6．焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）是常用的食品抗氧化劑之一．
某化學研究小組采用圖1裝置（實驗前已除盡裝置內的空氣）制取Na₂S₂O₅，裝置 II中有Na₂S₂O₅晶體析出，發生的反應為：Na₂SO₃+SO₂→Na₂S₂O₅

（1）裝置Ⅰ中產生氣體的化學方程式為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）．
（3）現將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）寫出Na₂S₂O₅溶解于水的化學方程式Na₂S₂O₅+H₂O=2NaHSO₃；當溶液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（標準狀況）．
（6）檢驗Na₂S₂O₅晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是取少量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中發生的反應可知，裝置Ⅰ中產生的氣體為SO₂，亞硫酸鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、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，應采取過濾操作，根據過濾操作需要用到的玻璃儀器答題；裝置Ⅲ用于處理尾氣，吸收未反應的二氧化硫，應防止倒吸，且不能處于完全密閉環境中；
（4）根據圖可知，pH=4.5時，溶液中主要以亞硫酸氫根離子形式存在，據此書寫水解方程式；當溶液pH小于1后，溶液中主要以亞硫酸形成存在，但亞硫酸不穩定，易分解生成二氧化硫，據此答題；
（5）用Na₂S₂O₅做抗氧化劑，能被氧化成Na₂SO₄，根據電子得失守恒可知關系式Na₂S₂O₅～O₂，根據關系可計算出氧氣的體積；
（6）Na₂S₂O₅晶體在空氣中易被氧化為Na₂SO₄，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗樣品中是否含有硫酸根即可；

解答 解：（1）由裝置Ⅱ中發生的反應可知，裝置Ⅰ中產生的氣體為SO₂，亞硫酸鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化硫與水，反應方程式為：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，應采取過濾操作，過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，所以無法實現實驗目的，故錯誤；
b．該裝置吸收二氧化硫能力較差，且為密閉環境，裝置內壓強增大易產生安全事故，故錯誤；
c．該裝置中氫氧化鈉與二氧化硫反應，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，故錯誤
e．裝置應將導管深入氨水中可以吸收二氧化硫，但為密閉環境，裝置內壓強增大易產生安全事故，故錯誤，故選c，
故答案為：玻璃棒、漏斗、燒杯；c；
（4）根據圖可知，pH=4.5時，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，但亞硫酸不穩定，易分解生成二氧化硫或亞硫酸被氧化也會導致濃度小，
故答案為：Na₂S₂O₅+H₂O=2NaHSO₃；亞硫酸不穩定，易分解生成二氧化硫，或亞硫酸被氧化；
（5）1.90g Na₂S₂O₅的物質的量為$\frac{1.90}{190}$mol=0.01mol，用Na₂S₂O₅做抗氧化劑，能被氧化成Na₂SO₄，根據電子得失守恒可知關系式Na₂S₂O₅～O₂，所以能還原的氧氣的物質的量為0.01mol，其體積為224mL，
故答案為：224；
（6）Na₂S₂O₅中S元素的化合價為+4價，因此會被氧化為為+6價，即晶體在空氣中易被氧化為Na₂SO₄，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗樣品中是否含有硫酸根即可，實驗方案為：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；

點評 本題考查物質的制備實驗、實驗方案設計、物質含量的測定、氧化還原反應滴定等，難度中等，明確實驗原理是解本題關鍵，根據物質的性質分析解答，注意元素化合物知識的積累和靈活運用．