Question

【題目】連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)又稱為保險粉，常作還原劑，能溶于冷水，難溶于乙醇，在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定。

Ⅰ.用甲酸鈉(HCOONa)生產(chǎn)保險粉的工藝流程如圖：

回答下列問題：

(1)Na2S2O4中硫元素的化合價為_____________。

(2)“濾液”中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是__________。

(3)“洗滌”所用試劑最好為_________ (填序號)。

a.冰水 b.熱水 c.無水乙醇 d.90％乙醇水溶液

(4)“反應(yīng)”在70℃條件下進(jìn)行，寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。

(5)在包裝保存“保險粉”時加入少量的Na2CO3固體，目的是_______。

Ⅱ.探究保險粉的性質(zhì)

(6)現(xiàn)將0.05mol·L－1Na2S2O4溶液在空氣中放置，其溶液的pH與時間(t)的關(guān)系如圖所示：

①t1時溶液中含硫元素的粒子濃度由大到小的順序___________________。

②t2→t3段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________。

(7)取少量連二亞硫酸鈉在隔絕空氣的條件下加強(qiáng)熱使其完全分解，得到Na2SO3、Na2S2O3和一種氣體(STP)，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為__________________。

Answer 1

【答案】+3 乙醇 d HCOONa+NaOH+2SO2Na2S2O4+CO2+H2O Na2CO3為堿性物質(zhì)，可提高“保險粉”的穩(wěn)定性 c()＞c()＞c(H2SO3) 2+O2= 2+2H+ 2:1

【解析】

(1)~(5)甲酸鈉和NaOH固體與SO2加熱反應(yīng)生成Na2S2O4，同時產(chǎn)生二氧化碳，Na2S2O4難溶于乙醇，加入乙醇水溶液降低Na2S2O4的溶解度，冷卻結(jié)晶析出Na2S2O4晶體，過濾、洗滌得到Na2S2O4·2H2O晶體，脫水干燥，由于Na2S2O4在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定所以加入Na2CO3提高其穩(wěn)定性。

(6)Na2S2O4常作還原劑，說明其易被氧化，該物質(zhì)中S元素為+3價，所以首先被空氣的氧氣氧化成+4價，據(jù)圖可知溶液的酸性是逐漸增強(qiáng)的，而Na2SO3溶液是顯堿性的，所以S元素被氧化后不是以的形式存在，而是，所以0～t1段發(fā)生離子反應(yīng)方程式為2S2O+O2+2H2O=4；之后+4的硫繼續(xù)被氧化氧化成+6價，而t3時溶液pH=1，根據(jù)S元素的化合價可知該點溶液中的溶質(zhì)應(yīng)為0.1mol/L的NaHSO4。

(1)Na2S2O4中Na為+1價，O為-2價，根據(jù)化合物中元素的正負(fù)化合價代數(shù)和為0，所以S元素為+3價；

(2)濾液主要為乙醇水溶液，所以可以循環(huán)利用的物質(zhì)為乙醇；

(3)Na2S2O4能溶于冷水，難溶于乙醇，所以不宜水洗，而純凈的乙醇可能無法洗凈固體表面的水溶性雜質(zhì)，所以最好選用90％乙醇水溶液洗滌，答案選d；

(4)反應(yīng)物有HCOONa、NaOH以及SO2，產(chǎn)物有Na2S2O4和CO2，根據(jù)得失電子守恒和元素守恒可得化學(xué)方程式為HCOONa+NaOH+2SO2Na2S2O4+CO2+H2O；

(5)由于Na2S2O4在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定，而碳酸鈉為堿性物質(zhì)，加入Na2CO3可提高其穩(wěn)定性；

(6)①t1時溶液中的溶質(zhì)為NaHSO3，溶液顯酸性，說明NaHSO3的電離程度大于水解程度，含硫元素的粒子濃度由大到小的順序為c()＞c()＞c(H2SO3)；

②t3時溶液中的溶質(zhì)為NaHSO4，說明NaHSO3完全被氧化生成硫酸氫鈉，t1～t2段發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為2+O2= 2+2H+；

(7)連二亞硫酸鈉在隔絕空氣的條件下加強(qiáng)熱完全分解得到Na2SO3、Na2S2O3和一種氣體，根據(jù)元素守恒可以推測出該氣體應(yīng)為SO2，結(jié)合得失電子守恒和元素守恒可知該過程中發(fā)生的反應(yīng)為2Na2S2O4Na2S2O3+Na2SO3+SO2↑；Na2SO3和SO2中S元素的化合價為+4價，所以二者為氧化產(chǎn)物，Na2S2O3中S元素的化合價為+2價，所以為還原產(chǎn)物，則該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2:1。