Question

【題目】連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)又稱保險粉，在紡織行業中常用于還原染色劑。

己知連二亞硫酸鈉具有下列性質：在空氣中極易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解為亞硫酸氫鈉和硫代硫酸鈉，在堿性介質中較穩定。回答下列問題：

(1)二氧化硫的制備

原料：亞硫酸鈉固體和70%的濃硫酸

(1)儀器①的名稱是_______________。

(2)實驗室制取干燥二氧化硫的裝置連接順序為______（選擇上圖中部分儀器，按氣流方向用小寫字毋排序），選擇該氣體發生裝置的原因是________________。

(3)設計實驗證明二氧化硫具有還原性_______（實驗中可選用的試劑有：品紅溶液、氫硫酸、溴水，滴有酚酞的氫氧化鈉溶液）

(二)保險粉的制備

I．在G裝置中加入甲酸鈉濃溶液、氫氧化鈉，甲醇(溶劑)的混合液；

II：打開K1、K2，一段時間后，向裝置中通入二氧化硫；

III．加熱一段時間，裝置中有黃色晶體析出，并產生大量氣體；

IV．過濾、洗滌、干燥，收集產品。

(1)寫出步驟II中制備保險粉的化學方程式____________。

(2)簡述步驟IV保險粉的洗滌方法：在無氧環境中，_________________。

(3) 步驟IV干燥保險粉的最佳方法為________（選填序號）。

A．空氣中蒸發干燥 B．氯化氫氣流中蒸發干燥 C．真空干燥

(三)保險粉的含量測定

鐵氰化物滴定法原理是：4K3[Fe(CN)6]+2Na2S2O4+8KOH=3K4[Fe(CN)6]+4Na2SO3+Na4[Fe(CN)6]+4H2O

I．另取一套G裝置，加入一定體積的氫氧化鈉溶液，通入N2；

II．稱取樣品mg加入裝置G中攪拌，溶解，再加入2-3滴亞甲基藍指示劑；

III.用濃度為cmol·L-1的K3[Fe(CN)6]滴定，至滴定終點時，記錄消耗的體積為VmL。

保險粉質量分數表達式為__________（用含c、m、V的代數式表示）。

(2)若在滴定前未向錐形瓶中通氮氣，則會導致測定的保險粉含量______（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）

Answer 1

【答案】 分液漏斗 a→g→h→e→f→d 該裝置可以平衡壓強，讓濃硫酸順利流下； 將二氧化硫通入溴水中，溴水顏色褪去，即說明二氧化硫具有還原性 HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4＋CO2+H2O（合理即可） 加入甲醇溶液至浸沒晶體，待甲醇溶液順利流下后，重復2～3次。或選擇快速抽濾操作（合理即可） C 偏低

【解析】(一)(1)儀器①的名稱是分液漏斗；

(2)利用A裝置制備SO2氣體，再用F裝置干燥、E裝置收集、D裝置中NaOH溶液吸收尾氣，防環境污染，結合氣流方向，裝置的連接順序為a→g→h→e→f→d，選擇A裝置而不選擇B裝置作氣體發生裝置是考慮到A裝置可以平衡壓強，讓濃硫酸順利流下；

(3)二氧化硫遇強氧化性的物質如溴水或酸性高錳酸鉀溶液體現其具有還原性，可借助于將二氧化硫通入溴水中，溴水顏色褪去，即可說明二氧化硫具有還原性；

(二)(1)步驟II中SO2在堿性條件下氧化HCOONa生成CO2，同時得到Na2S2O4，發生反應的化學方程式為HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4＋CO2+H2O；

(2)結合Na2S2O4在空氣中極易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解為亞硫酸氫鈉和硫代硫酸鈉，在堿性介質中較穩定的性質，步驟IV保險粉的洗滌方法：在無氧環境中，加入甲醇溶液至浸沒晶體，待甲醇溶液順利流下后，重復2～3次即可；

(3)Na2S2O4在空氣中極易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解為亞硫酸氫鈉和硫代硫酸鈉，在堿性介質中較穩定的性質，則干燥應在無氧環境中，防水解，故答案為C；

(三)(1)消耗K3[Fe(CN)6]的物質的量為cmol·L-1×V×10-3L=cV×10-3mol，則Na2S2O4的物質的量為0.5cV×10-3mol，保險粉質量分數表達式為×100%=；

(2)若在滴定前未向錐形瓶中通氮氣作保護氣，防止Na2S2O4被空氣中氧氣氧化，則會導致測定的保險粉含量偏低。