Question

18．連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄），又稱保險粉，是印刷工業(yè)中重要的還原劑．某課題小組進行如下實驗：
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段主要生成HSO₃^-，根據 pH 隨時間的變化圖象知，HSO₃^-的電離程度＞（填“＜”或“＞”）水解程度．課題小組推測 Na₂S₂O₄溶液在空氣中易被氧化，0～t₁段發(fā)生離子反應方程式為2S₂O₄^2-+O₂+2H₂O=4HSO₃^-．t₃時溶液中主要陰離子符號是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，完成如表中內容．
（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

Answer 1

分析 Ⅱ．（1）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）溶液顯酸性，HSO₃^-的電離程度大于水解程度；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．

解答 解：Ⅱ．（1）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(fā)生離子反應方程式為 2S₂O₄^2-+O₂+2H₂O=4HSO₃^-．0～t₁段主要先生成HSO₃^-，溶液顯酸性，HSO₃^-的電離程度大于水解程度，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

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，題目難度中等．