Question

14．二氧化硫是硫的重要化合物，在生產、生活中有廣泛應用．實驗室可用銅和濃硫酸加熱或硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫．

（1）如果用硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫，并希望能控制反應速度，上圖中可選用的發(fā)生裝
置是a e （填寫字母），e裝置中的導管作用為平衡氣壓，使分液漏斗中液體順利流下．
（2）工業(yè)上制備Na₂S₂O₃反應原理為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂，某研究小組在實驗室制備Na₂S₂O₃•5H₂O流程如下：

吸硫裝置如圖所示：

①裝置B的作用是檢驗裝置A中SO₂的吸收效率，B中試劑是品紅、溴水或KMnO₄溶液，表明SO₂吸收效率低的實驗現象是B中溶液溶液顏色很快褪去．
②為了使SO₂盡可能吸收完全，在不改變A中溶液濃度、體積的條件下，除了及時攪拌反應物外，還可采取的合理措施是控制SO₂氣體流速或增大SO₂的接觸面積或適當升高溫度．
③用雙線橋表示下面化學反應的電子轉移方向和數目2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂
④Na₂S₂O₃溶液是定量實驗中的常用試劑，測定其濃度的過程如下：準確稱取0.214g KIO₃固體
配成溶液，加入過量KI固體和H₂SO₄溶液，再向其中加入Na₂S₂O₃與之反應，消耗Na₂S₂O₃溶液的體積為24mL時恰好完全反應．則c（Na₂S₂O₃）=0.25mol/L．（已知：IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O     2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-）

Answer 1

分析 （1）用硫酸和亞硫酸鈉制取SO₂的試劑為固態(tài)和液態(tài)，反應條件不需加熱，可通過控制添加硫酸的速率來控制反應速率，結合裝置可知a、e可達到目的；橡皮管使漏斗里面的氣壓與燒瓶內的始終相等，起氣壓平衡管的作用；
（2）①根據二氧化硫具有還原性、漂白性分析；
②減緩二氧化硫的流速，適當升高溫度，均能使二氧化硫充分反應；
③2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂中S元素的化合價升高（-2→+2），同時化合價降低（+4→+2），化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數=8；
④根據KIO₃的量求出I₂，再根據S₂O₃^2-與I₂的關系求出Na₂S₂O₃的物質的量及濃度．

解答 解：（1）用硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫，并希望能控制反應速度，由于反應不需要加熱，排除裝置d；由于亞硫酸鈉是細小顆粒，不可選用裝置bc，故可選用的發(fā)生裝置是ae，橡皮管起氣壓平衡管的作用，使漏斗里面的氣壓與燒瓶內的始終相等，使分液漏斗中液體順利流下，
故答案為：ae；平衡氣壓，使分液漏斗中液體順利流下；
（2）①二氧化硫具有還原性、漂白性，所以可以用品紅、溴水或KMnO₄溶液，來檢驗二氧化硫是否被完全吸收，若SO₂吸收效率低，則二氧化硫有剩余，B中的溶液會褪色，
故答案為：品紅、溴水或KMnO₄溶液；溶液顏色很快褪色；
②為了使SO₂盡可能吸收完全，在不改變A中溶液濃度、體積的條件下，可以減緩二氧化硫的流速，使二氧化硫與溶液充分接觸反應，適當升高溫度，也能使二氧化硫充分反應，
故答案為：控制SO₂氣體流速或增大SO₂的接觸面積或適當升高溫度；
③Na₂S中S為-2價，SO₂中S為+4價，Na₂S₂O₃中S為+2價，2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂中S元素的化合價升高（-2→+2），同時化合價降低（+4→+2），化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數=8，用雙線橋表示為：，
故答案為：；
④設參加反應的Na₂S₂O₃為xmol，0.214g KIO₃固體n（KIO₃）=$\frac{0.214g}{214g/mol}$=0.001mol，由IO₃^-+5I^-+6H⁺═3I₂+3H₂O 2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知：
IO₃^-～～～～3I₂～～～～6S₄O₆^2-
1                     6
0.001mol                  xmol
所以 x=0.006mol，則c（Na₂S₂O₃）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.006mol}{0.024L}$=0.25mol/L，
故答案為：0.25mol/L．

點評 本題考查實驗制備方案、物質含量的測定，明確原理是解題關鍵，注意對題目信息的提取應用，是對知識的綜合運用與分析解決問題能力的考查，注意利用關系式進行計算，題目難度中等．