Question

【題目】連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險粉，是一種強還原劑，廣泛用于紡織工業。

（1）在一定溫度下，將足量SO2氣體通入甲酸(HCOOH)和NaOH混合溶液中，即有保險粉生成同時生成一種氣體。該反應的化學方程式為_________________________。

（2）保險粉可用于除去廢水中的重鉻酸根離子(Cr2O72﹣被轉化為Cr3+)，這是目前除去酸性廢水中鉻離子的有效方法之一，則每消耗0.2mol保險粉，理論上可除去Cr2O72﹣的物質的量為__________mol

（3）Na2S2O4溶液在空氣中易被氧化，某課題小組測定0.050mol·L﹣1Na2S2O4溶液在空氣pH變化如下圖1；

①0-t1段主要生成HSO3﹣，根據pH變化圖，推測0-t1發生反應的離子方程式為_______________；

②t3時溶液中主要陰離子是_________，t2-t3階段pH變小的主要原因是______________________。

③若t1時溶液中Na2S2O4全部被氧化成NaHSO3，此時溶液中c(SO32﹣)—c(H2SO3)=___mol·L﹣1(填準確值，不考慮溶液體積變化)。

（4）利用圖2所示裝置(電極均為惰性電極)也可使NaHSO3轉化為Na2S2O4，并獲得較濃的硫酸。

①a為電源的________(填“正極”或“負極”)；

②陰極的電極反應式為_____________________。

Answer 1

【答案】（1）NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O；（2）0.2；（3）①2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-；②SO42-或HSO4-；HSO3-被空氣中的氧氣氧化生成硫酸，溶液中氫離子濃度增大；（4）①正極；②2HSO3-+2H++2e- = S2O42-+2H2O。

【解析】

試題分析：（1）SO2氣體通入甲酸鈉的堿性溶液可以生成Na2S2O4，反應的化學方程式為NaOH + HCOONa +2SO2 = Na2S2O4 + CO2 + H2O；

（2）根據電子得失守恒可知，保險粉與重鉻酸根離子反應的關系式為Cr2O72-～Na2S2O4，所以每消耗0.2mol保險粉，理論上可以除去Cr2O72-的物質的量為0.2mol，故答案為：0.2；

（3）①0～t1段主要先生成HSO3-，溶液顯酸性，說明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，0～t1 發生離子反應方程式為：2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-，故答案為：2+O2+2H2O=4HSO3-；

②t3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SO42-或HSO4-，t2-t3階段pH變小，主要是因為HSO3-被空氣中的氧氣氧化生成硫酸，溶液中氫離子濃度增大，pH減小，故答案為：SO42-或HSO4-；HSO3-被空氣中的氧氣氧化生成硫酸，溶液中氫離子濃度增大；

（4） ①與電源a電極相連的電極上二氧化硫被氧化為硫酸，發生氧化反應，該電極為電解池的陽極，故a為電源的正極，故答案為：正極；②陰極上發生還原反應，亞硫酸氫鈉被還原為Na2S2O4，電極反應式為2HSO3-+2H++2e- = S2O42-+2H2O， 故答案為：2HSO3-+2H++2e- = S2O42-+2H2O。