Question

(14分)连二亚硫酸钠(Na₂S₂O₄)俗称保险粉，是一种强还原剂，广泛用于纺织工业。其制备过程如下：
①把甲酸(HCOOH)和足量的NaOH溶液混合； 
②用Na₂SO₃固体和某酸反应制备SO₂气体； 
③在一定温度下，将足量的SO₂气体通入①的溶液中，即有保险粉生成，同时生成一种气体。
（1）写出NaOH的电子式          
（2）制备SO₂时所选用的酸，你认为下列最适宜选用的是          

A．浓盐酸	B．质量分数为70%的H2SO4
C．稀硝酸	D．质量分数为10%的稀硫酸

（3）制备保险粉的化学方程式可表示为                    
（4）保险粉可以用于除去废水中的重铬酸根离子(Cr₂O₇^2－被转化为Cr³⁺)，这是目前除去酸性废水中铬离子的有效方法之一，则每消耗0.1mol保险粉，理论上可以除去Cr₂O₇^2－的物质的量为     mol。
（5）保险粉不稳定，容易分解生成甲、 乙、 丙三种化合物。若将甲、乙两种物质分别配成溶液，在甲溶液中加入稀硫酸，则有淡黄色沉淀和气体丙产生；乙溶液中加入BaCl₂溶液和稀盐酸，有气体丙产生，但无白色沉淀。
在甲溶液中加入稀硫酸后所发生反应的离子方程式为             
保险粉分解的化学方程式为                 
（6）保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化。其方程式为：
①2Na₂S₂O₄+O₂+H₂O==4NaHSO₃或②2Na₂S₂O₄+O₂+H₂O==4NaHSO₃+NaHSO₄
请设计实验证明氧化时发生的是②的反应。                   

Answer 1

(共14分，每空2分)
（1）          （2）  B  
（3）  NaOH+HCOONa+2SO₂==Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O(写HCOOH且配平，也给分)
（4）  0.1
（5）  S₂O₃^2－+2H⁺==SO₂+S↓+H₂O     2 Na₂S₂O₄ ="=" Na₂S₂O₃+Na₂SO₃+SO₂
（6） 取少许固体溶于水中，加入BaCl₂溶液，有白色沉淀产生，则证明是②
(或取少许固体溶于水中，若闻到刺激性气味，则证明是②)

试题分析：（1）见答案。 （2）浓盐酸有挥发性，若选用浓盐酸则制得的SO₂不纯，若选用稀硝酸，则SO₂会被硝酸氧化，若选用稀硫酸，则反应速率较慢，且生成的SO₂易溶于水，所以最合适的试剂是B。（3）步骤①所得溶液为HCOONa和NaOH的混合溶液，Na₂S₂O₄中硫的化合价为+3价，由SO₂生成Na₂S₂O₄时硫元素化合价降低而被还原，则还原剂为HCOONa(碳的化合价为+2价)，氧化产物为CO₂，反应物和生成确定后配平并补写生成物水，即得化学方程式：NaOH+HCOONa+2SO₂==Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O。（4）除去废水中的重铬酸根离子时保险粉作还原剂，被氧化为SO₄^2－，每摩尔保险粉失6mol电子，而每摩尔Cr₂O₇^2－得6mol电子，所以每消耗0.1mol保险粉，理论上可以除去Cr₂O₇^2－的物质的量为0.1mol。（5） +3价的硫酸不稳定，容易发生歧化反应，根据甲与稀硫酸的反应情况可判断甲为Na₂S₂O₃，根据乙与BaCl₂溶液反应的情况可判断乙为Na₂SO₃，丙为SO₂，故甲溶液中加入稀硫酸后所发生反应的离子方程式为S₂O₃^2－+2H⁺==SO₂+S↓+H₂O；保险粉分解的化学方程式为2Na₂S₂O₄ ="=" Na₂S₂O₃+Na₂SO₃+SO₂。（6）反应②的生成物有NaHSO₄，要证明发生的反应是②而不是①，只需检验SO₄^2－即可，具体实验是：取少许固体溶于水中，加入BaCl₂溶液，有白色沉淀产生，则证明是②(注：NaHSO₃不与BaCl₂溶液反应)。