Question

18．焦亞硫酸鈉（化學式為Na₂S₂O₅）是一種常用的食品抗氧化劑，Na₂S₂O₅中硫元素的化合價為+4，工業上制備Na₂S₂O₅的方法有多種，下面是其中的一種生產工藝流程圖．

（1）晶體Ⅰ的成分是NaHCO₃，操作Ⅱ包括過濾、洗滌、干燥，則洗滌劑最好是無水乙醇，干燥時需要在還原性氣候或惰性氣體氛圍下，其原因Na₂S₂O₅晶體在空氣中被氧化生成Na₂SO₄
（2）寫出有關反應方程式：CuS灼燒2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，反應釜Ⅱ：2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O．

Answer 1

分析 一般的化合物中O元素化合價為-2價、Na元素化合價為+1，根據化合物中各元素化合價的代數和為0確定S元素化合價；
將氯化鈉溶液中加入反應釜I中，通入氨氣、二氧化碳，碳酸氫鈉溶解度較小，所以發生反應NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，析出NaHCO₃晶體；將晶體I溶于水，然后向反應釜II中加入SO₂，發生反應2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O，向反應釜II中加入等體積乙醇得到晶體II，則晶體II為Na₂S₂O₅，過濾、洗滌得到純品；
將CuS在空氣中灼燒，發生反應2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，得到的黑色固體CuO，將CuO溶于稀硫酸，生成硫酸銅，然后蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、干燥得到硫酸銅，
據此分析解答．

解答 解：一般的化合物中O元素化合價為-2價、Na元素化合價為+1，根據化合物中各元素化合價的代數和為0得S元素化合價=$\frac{0-（-2）×5-（+1）×2}{2}$=+4，
故答案為：+4；
將氯化鈉溶液中加入反應釜I中，通入氨氣、二氧化碳，碳酸氫鈉溶解度較小，所以發生反應NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，析出NaHCO₃晶體；將晶體I溶于水，然后向反應釜II中加入SO₂，發生反應2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O，向反應釜II中加入等體積乙醇得到晶體II，則晶體II為Na₂S₂O₅，過濾、洗滌得到純品；
將CuS在空氣中灼燒，發生反應2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，得到的黑色固體CuO，將CuO溶于稀硫酸，生成硫酸銅，然后蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、干燥得到硫酸銅，
（1）通過以上分析知，晶體Ⅰ的成分是NaHCO₃，操作Ⅱ包括過濾、洗滌、干燥，則洗滌劑最好是乙醇，因為Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃，干燥時需要在還原性氣候或惰性氣體氛圍下，其原因Na₂S₂O₅晶體在空氣中被氧化生成Na₂SO₄，
故答案為：NaHCO₃；無水乙醇；Na₂S₂O₅晶體在空氣中被氧化生成Na₂SO₄；
（2）CuS灼燒方程式為2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，反應釜Ⅱ反應方程式為2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O，
故答案為：2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂；2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O．

點評 本題考查物質制備實驗，為高頻考點，側重考查學生分析判斷、基本實驗操作等能力，明確物質性質、實驗基本操作方法及原理是解本題關鍵，明確每一步發生的反應或基本操作方法，題目難度不大．