Question

7．硫有多種含氧酸，亞硫酸（H₂SO₃）、硫酸（H₂SO₄）、焦硫酸（H₂SO₄•SO₃）、硫代硫酸（H₂S₂O₃）等等，在工業上有廣泛的應用．它們對應的鈉鹽同樣也是重要的化工產品．
（一）．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）可用做分析試劑及鞣革的還原劑，它受熱、遇酸易分解．工業上常利用含硫廢水生產Na₂S₂O₃•5H₂O，實驗室可用如下裝置（略去部分加持儀器）模擬生成過程．

燒瓶C中發生反應如下：
Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）=Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）   （Ⅰ）
2H₂S（aq）+SO₂（g）=3S（s）+2H₂O（l）               （Ⅱ）
S（s）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）                 （Ⅲ）
（1）燒瓶A中發生反應的離子方程式為：SO₃^2-+H₂SO₄=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O．裝置D的作用是防止倒吸．
（2）裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，其中的液體最好選擇c．
a．蒸餾水  b．飽和Na₂SO₃溶液c．飽和NaHSO₃溶液 d．飽和NaHCO₃溶液
（3）反應后期可用酒精燈適當加熱燒瓶A，實驗室用酒精燈加熱時必須使用石棉網的儀器還有ad．
a．燒杯    b．蒸發皿      c．試管      d．錐形瓶
（4）為了保證硫代硫酸鈉的產量，實驗中通入SO₂不能過量，原因是若二氧化硫過量會使溶液呈酸性，使硫代硫酸鈉發生分解．
（二）焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）是常用的食品抗氧化劑之一．Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃．
（5）證明NaHSO₃溶液中HSO₃^-的電離程度大于水解程度，可采用的實驗方法是ae（填序號）．
a．測定溶液的pH b．加入Ba（OH）₂溶液 c．加入鹽酸d．加入品紅溶液      e．用藍色石蕊試紙檢測
（6）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化劑．測定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計算）的方案如下：
葡萄酒樣品100.00mL$→_{蒸餾}^{鹽酸}$餾分溶液出現藍色且30s內不褪色
方程式為SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI）按上述方案實驗，消耗標準I₂溶液25.00mL，該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計算）為0.16g•L^-1． 上述實驗過程中，若有部分HI被空氣氧化，則測得結果偏低（填“偏高”“偏低”或“不變”）．其原因是4HI+O₂=2I₂+2H₂O（用化學方程式表示）

Answer 1

分析 （一）（1）燒瓶A中亞硫酸鈉與硫酸反應生成二氧化硫、硫酸鈉和水；D可防止液體倒吸；
（2）觀察SO₂的生成速率，則溶液不能與SO₂反應；
（3）燒杯、錐形瓶需要加熱時必須使用石棉網，蒸發皿、試管可直接加熱；
（4）由題目信息可知，硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）遇酸易分解，而二氧化硫過量會使溶液呈酸性；
（二）（5）NaHSO₃溶液中HSO₃^-的電離程度大于水解程度，溶液呈酸性，故檢驗溶液呈酸性即可；
（6）由消耗碘的量，結合SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI計算二氧化硫的質量，進而計算濃度；若有部分HI被空氣氧化，則消耗碘的量偏小，故測定二氧化硫的量偏小．

解答 解：（1）燒瓶A中亞硫酸鈉與硫酸反應生成二氧化硫、硫酸鈉和水，其反應的離子方程式為：SO₃^2-+H₂SO₄=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O；D中左側為短導管可防止液體倒吸；
故答案為：SO₃^2-+H₂SO₄=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O；防止倒吸；
（2）觀察SO₂的生成速率，是通過觀察溶液中產生氣泡的快慢來判斷，所以溶液不能與SO₂反應，選項中只有飽和NaHSO₃溶液與二氧化硫不反應，
故答案為：c；
（3）體積較大的玻璃儀器在加熱時，儀器下面要放石棉網，防止儀器受熱不均而炸裂，其中燒杯、錐形瓶加熱時必須使用石棉網，
故答案為：ad；
（4）由題目信息可知，硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）遇酸易分解，若二氧化硫過量會使溶液呈酸性，故實驗中通入的SO₂不能過量，防止硫代硫酸鈉分解，
故答案為：若二氧化硫過量會使溶液呈酸性，使硫代硫酸鈉發生分解；
（二）（5）NaHSO₃溶液中HSO₃^-的電離程度大于水解程度，溶液呈酸性，測定溶液的pH，可以確定溶液酸堿性，酸性溶液可以使濕潤藍色石蕊試紙變紅，所以能用測定溶液pH值、濕潤的藍色石蕊試液檢驗，而加入Ba（OH）₂溶液、HCl溶液、品紅溶液都不能說明溶液呈酸性，故選ae；
故答案為：ae；
（6）令100mL葡萄酒中二氧化硫的質量為mg，則：
SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI
64g     1mol
mg     0.025L×0.01mol/L
所以$\frac{64g}{mg}$=$\frac{1mol}{0.025L×0.01mol/L}$，
解得m=0.016，
故該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計算）為$\frac{0.016g}{0.1L}$=0.16 g/L；
若有部分HI被空氣氧化，則消耗碘的量偏小，故測定二氧化硫的量偏小，則測定結果偏低；HI與氧氣反應的化學方程式為：4HI+O₂=2I₂+2H₂O；
故答案為：0.16；偏低；4HI+O₂=2I₂+2H₂O．

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．