Question

【題目】連二亞硫酸鈉（Na2S2O4）俗稱保險粉，可以用作染色工藝的還原劑，紙漿、肥皂等的漂白劑。Na2S2O4易溶于水，難溶于乙醇，在堿性介質中較穩定，在空氣中易被氧化。回答下列問題：

(1)Na2S2O4在潮濕空氣中氧化，生成的兩種常見酸式鹽是___（填化學式）。

(2)鋅粉法制備Na2S2O4的工藝流程如圖所示：

①工業上常將鋅塊進行預處理得到鋅粉－水懸濁液，其目的是__。

②步驟Ⅰ中發生反應的化學方程式為__。

③在步驟Ⅲ中得到的Na2S2O4固體要用乙醇洗滌，其優點是__，“后續處理”最終要加入少量的Na2CO3固體，其原因是__。

(3)目前，我國普遍采用甲酸鈉法生產連二亞硫酸鈉，其原理是先將HCOONa和燒堿加入乙醇水溶液中，然后通入SO2發生反應，有CO2氣體放出，總反應的離子方程式是___。

(4)有人設計了圖示方法同時制備連二亞硫酸鈉和過二硫酸鈉（Na2S2O8），并獲得中國專利。電解過程中，陰極室生成Na2S2O4，a極的電極反應式為__，通過陽離子交換膜的離子主要是Na+，其遷移方向是__（填“a到b”或“b到a”）。

Answer 1

【答案】NaHSO3和NaHSO4 增大鋅粒的表面積，加快化學反應速率 Zn＋2SO2=ZnS2O4 減少Na2S2O4的溶解損失，易于干燥 Na2CO3為堿性物質，“保險粉”在堿性介質中較穩定 HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O 2SO42-－2e-=S2O82- a到b

【解析】

(1)Na2S2O4中S顯+4價，在潮濕空氣中氧化，S轉化為+6價，則生成的兩種常見酸式鹽應為硫酸和亞硫酸的酸式鹽。

(2)①將鋅塊進行預處理得到鋅粉－水懸濁液，可以增大其與SO2的接觸面積。

②步驟Ⅰ中，鋅與SO2在水溶液中發生反應，生成ZnS2O4。

③Na2S2O4固體易溶于水，難溶于乙醇，用乙醇洗滌，從溶解和干燥兩個方面尋找原因；Na2S2O4在堿性介質中較穩定，Na2CO3固體可提供堿性環境。

(3)HCOONa、燒堿、SO2發生反應，生成Na2S2O4、CO2等，由此可寫出反應的離子方程式。

(4)a極的電解質為SO42-，由題意知，它將轉化為S2O82-，由此可得出電極反應式；通過陽離子交換膜的離子主要是Na+，從電荷守恒出發可確定其遷移方向。

(1)Na2S2O4中S顯+4價，在潮濕空氣中被氧化，S部分轉化為+6價，則生成的兩種常見酸式鹽為NaHSO3和NaHSO4。答案為：NaHSO3和NaHSO4；

(2)①鋅粉－水懸濁液與SO2的接觸面積比鋅粉與SO2的接觸面積大，反應速率快。答案為：增大鋅粒的表面積，加快化學反應速率；

②步驟Ⅰ中，鋅與SO2在水溶液中發生反應，生成ZnS2O4，反應的化學方程式為Zn＋2SO2=ZnS2O4。答案為：Zn＋2SO2=ZnS2O4；

③Na2S2O4固體易溶于水，難溶于乙醇，用乙醇洗滌，既可減少溶解損失，又易于干燥；Na2S2O4在堿性介質中較穩定，Na2CO3固體可提供堿性環境，增強“保險粉”的穩定性。答案為：減少Na2S2O4的溶解損失，易于干燥；Na2CO3為堿性物質，“保險粉”在堿性介質中較穩定；

(3)HCOONa、燒堿、SO2發生反應，生成Na2S2O4、CO2等，反應的離子方程式為HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O。答案為：HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O；

(4)a極的電解質為SO42-，由題意知，它將轉化為S2O82-，電極反應式為2SO42-－2e-=S2O82-；通過陽離子交換膜的離子主要是Na+，電極反應發生后，陽極Na+富余，它應向陰極遷移，所以Na+的遷移方向是由a到b。答案為：2SO42-－2e-=S2O82-；a到b。