Question

17．硫的化合物在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用，因此研究硫的化合物制備有著重要的意義．某同學(xué)擬采用下圖裝置（實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣）來(lái)制取焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）．已知裝置圖1Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為Na₂SO₃+SO₂═Na₂S₂O₃
（1）裝置I是用亞硫酸鈉固體和濃硫酸制備二氧化硫氣體，該裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．如果想控制反應(yīng)速度，圖2中可選用的發(fā)生裝置是ac（填寫(xiě)字母）．

（2）裝置Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶體析出，要獲得已析出的晶體可采取的分離方法是過(guò)濾；
（3）裝置Ⅲ用于處理尾氣，可選用的最佳試劑是b（填序號(hào)）．
a、飽和食鹽水　b、NaOH溶液　c、濃硫酸　d、飽和NaHCO₃溶液
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)放出SO₂，其離子方程式為S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O
（5）工業(yè)制備得到產(chǎn)品Na₂S₂O₅中含有雜質(zhì)碳酸鈉檢驗(yàn)產(chǎn)品中含有碳酸鈉雜質(zhì)所需試劑是①③⑥或①②③⑥（填  編號(hào)）（已知Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃）
①酸性高錳酸鉀②品紅溶液③澄清石灰水④飽和碳酸氫鈉溶液⑤NaOH⑥稀硫酸
（6）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化劑．測(cè)定某葡萄酒中坑氧化劑的殘留量（以游離SO₂計(jì)算）的方案如下
葡萄酒樣品20.00mL$→_{蒸餾}^{鹽酸}$餾分$→_{用0.0105mol/L的標(biāo)準(zhǔn)I_{2}溶液滴}^{一定條件，淀粉溶液}$溶液出現(xiàn)藍(lán)色且30s內(nèi)不褪色
（已知：滴定時(shí)反映的化學(xué)方程式為SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI）
按上述方案實(shí)驗(yàn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)I₂溶液25.00mL，該次實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中坑氧化劑的殘留量（以游離SO₂計(jì)算）為0.84g．L^-1．

Answer 1

分析 （1）裝置Ⅰ中產(chǎn)生的氣體為SO₂，亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫與水；根據(jù)分液漏斗和長(zhǎng)頸漏斗的特點(diǎn)結(jié)合氣壓原理來(lái)回答；
（2）固體和液體的分離采用過(guò)濾法；
（3）二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，有毒，要處理尾氣，容易和氫氧化鈉反應(yīng)生成鹽和水；
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)生成SO₂，反應(yīng)中S元素的化合價(jià)未發(fā)生變化，同時(shí)生成硫酸鈉與水；
（5）檢驗(yàn)產(chǎn)品中含有碳酸鈉雜質(zhì)，需加酸反應(yīng)檢驗(yàn)二氧化碳生成，即用的澄清石灰水，但加酸會(huì)生成二氧化硫，二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故應(yīng)先除去，用酸性高錳酸鉀溶液，并用品紅（或酸性高錳酸鉀）檢驗(yàn)是否除凈，或直接用酸性高錳酸鉀溶液根據(jù)顏色不褪色確定二氧化硫除凈；
（6）由消耗碘的量，結(jié)合SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI計(jì)算二氧化硫的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算濃度．

解答 解：（1）裝置Ⅰ中亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫與水，反應(yīng)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，如果想控制反應(yīng)速度，用分液漏斗比長(zhǎng)頸漏斗好得多，a裝置可以，保證氣壓暢通，液體順利留下，如圖2中還可選用的發(fā)生裝置是c，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；ac；
（2）裝置Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶體析出，固體和液體的分離采用過(guò)濾法，所以要獲得已析出的晶體可采取的分離方法是過(guò)濾，
故答案為：過(guò)濾；
（3）二氧化硫有毒，要處理尾氣，屬于酸性氧化物，更容易和強(qiáng)堿氫氧化鈉反應(yīng)，飽和食鹽水和二氧化硫不反應(yīng)，濃硫酸不吸收二氧化硫，飽和NaHCO溶液和二氧化硫反應(yīng)生成二氧化碳，不及氫氧化鈉吸收效果好，所以最佳試劑應(yīng)該選擇b，
故答案為：b；
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)生成SO₂，反應(yīng)中S元素的化合價(jià)未發(fā)生變化，同時(shí)生成硫酸鈉與水，反應(yīng)離子方程式為：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O，
故答案為：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O；
（5）檢驗(yàn)產(chǎn)品中含有碳酸鈉雜質(zhì)，需加酸反應(yīng)檢驗(yàn)二氧化碳生成，即用的澄清石灰水，但加酸會(huì)生成二氧化硫，二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故應(yīng)先除去，用酸性高錳酸鉀溶液，并用品紅（或酸性高錳酸鉀）檢驗(yàn)是否除凈，或直接用酸性高錳酸鉀溶液根據(jù)顏色不褪色確定二氧化硫除凈，檢驗(yàn)產(chǎn)品中含有碳酸鈉雜質(zhì)所需試劑是①③⑥或①②③⑥，
故答案為：①③⑥或①②③⑥；
（6）令20mL葡萄酒中二氧化硫的質(zhì)量為mg，則：
SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI
64g     1mol
mg   0.025L×0.01mol/L
所以，64g：mg=1mol：0.025L×0.0105mol/L，
解得m=0.0168g
故該次實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計(jì)算）為n=$\frac{0.0168g}{0.02L}$=0.84 g/L，
故答案為：0.84．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，難度中等，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分析解答，注意元素化合物知識(shí)的積累和靈活運(yùn)用．