Question

7．焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）常用作食品漂白劑．其制備工藝流程如圖：

已知：反應II包含2NaHSO₃═Na₂S₂O₅+H₂O等多步反應．
（1）反應I的總化學方程式為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，反應I進行時應先通入的氣體是NH₃，反應I產生的NH₄Cl可用作氮肥．
（2）灼燒時發生反應的化學方程式為2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，若灼燒時生  成SO₂1.12×l0⁶ L（標準狀況下），則轉移電子3×l0⁵mol．
（3）己知Na₂S₂O₅與稀硫酸反應放出SO₂，其離子方程式為S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O．
（4）副產品X的化學式是CuSO₄•5H₂O，在上述流程中可循環使用的物質是CO₂．
（5）為了減少產品Na₂S₂0₅中雜質含量，需控制反應II中氣體與固體的物質的量之比約為2：1，檢驗產品中含有碳酸鈉雜質所需試劑①④⑤．（填編號）．
①澄清石灰水    ②飽和碳酸氫鈉溶液    ③氫氧化鈉   ④酸性高錳酸鉀    ⑤稀硫酸．

Answer 1

分析 反應Ⅰ為生成NaHCO₃，加熱生成Na₂CO₃，在反應Ⅱ中二氧化硫與碳酸鈉反應生成NaHSO₃與二氧化碳，加熱NaHSO₃生成Na₂S₂O₅，
（1）根據流程確定反應物為NaCl、NH₃、CO₂，產物為NH₄Cl和碳酸氫鈉；反應Ⅰ進行時應先通入氨氣，增大HCO₃^-的濃度，便于NaHCO₃析出；氯化銨常用作氮肥；
（2）CuS與氧氣反應生成黑色氧化銅和二氧化硫氣體，根據化學方程式可計算出轉移電子的物質的量；
（3）Na₂S₂O₅中硫元素的化合價為+4價，生成二氧化硫化合價沒變；
（4）氧化銅與硫酸反應生成硫酸銅，結晶得出硫酸銅晶體；根據流程圖可知，可循環使用的物質是二氧化碳；
（5）反應Ⅱ中反應應是二氧化硫與碳酸鈉反應生成NaHSO₃，NaHSO₃再生成Na₂S₂O₅，反應方程式為Na₂CO₃+2 SO₂+H₂O=2NaHSO₃+CO₂，為了控制雜質，二氧化硫與碳酸氫鈉應按反應方程式中比例關系反應；檢驗產品中含有碳酸鈉雜質，需加酸反應檢驗二氧化碳生成，即用的澄清石灰水，但加酸會生成二氧化硫，二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故應先除去，用酸性高錳酸鉀溶液根據顏色不褪色確定二氧化硫除凈，據此答題．

解答 解：（1）流程確定反應物為NaCl、NH₃、CO₂，產物為NH₄Cl和碳酸氫鈉，反應Ⅰ的化學方程式為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，反應Ⅰ進行時應先通入氨氣，增大HCO₃^-的濃度，便于NaHCO₃析出，氯化銨常用作氮肥，
故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；NH₃；氮肥；
（2）硫化銅灼燒一定生成氧化銅和二氧化硫，反應的化學方程式為：2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，在該反應中每產生2mol二氧化硫則轉移12mol電子，所以生成SO₂1.12×l0⁶ L（標準狀況下）即5×l0⁴ mol，則轉移電子3×l0⁵ mol
故答案為：2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+2SO₂；3×l0⁵；
（3）根椐提示可知生成二氧化硫和水，Na₂S₂O₅與稀硫酸反應放出SO₂和水，反應的離子方程式為：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O，
故答案為：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O；
（4）上述分析可知，氧化銅與硫酸反應生成硫酸銅，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌，得出硫酸銅晶體，副產品X的化學式是CuSO₄•5H₂O，根據流程圖可知，可循環使用的物質是CO₂，
故答案為：CuSO₄•5H₂O；CO₂；
（5）從生產過程可以看出是硫酸銅晶體；從圖示中可以看出二氧化碳和水可以再次利用，反應Ⅱ中氣體與固體分別是二氧化硫和碳酸鈉，這兩種物質反應必須生成亞硫酸氫鈉：反應Ⅱ中反應應是二氧化硫與碳酸鈉反應生成NaHSO₃，NaHSO₃再生成Na₂S₂O₅，反應方程式為Na₂CO₃+2SO₂+H₂O=2NaHSO₃+CO₂，因此氣體與固體的物質的量之比為：2：1，檢驗產品中含有碳酸鈉雜質，需加酸反應檢驗二氧化碳生成，即用的澄清石灰水，但加酸會生成二氧化硫，二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故應先除去，用酸性高錳酸鉀溶液根據顏色不褪色確定二氧化硫除凈，故選①④⑤，
故答案為：2：1；①④⑤．

點評 本題考查了物質置制備的實驗方案分析，主要是物質性質的理解應用，離子方程式書寫方法，注意試劑的選擇和實驗操作的目的，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．