题目内容
【题目】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,可用作食品保鲜剂(不直接加入食品中,安全、卫生),还可用于纸浆、肥皂等的漂白剂。Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇。在碱性介质中较稳定,在空气中易被氧化。回答下列问题:
(1)Na2S2O4用于保鲜剂时能去除O2,先生成Na2SO3并缓慢释放SO2,该反应的化学方程式为________。
(2)锌粉法制备Na2S2O4的工艺流程如图所示:
①实验室可用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取SO2,并希望能控制反应速度,图中可选用的发生装置是________(填字母)。
②工业上常将锌块进行预处理得到锌粉—水悬浊液,其目的是_______。步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为___。
③在步骤.中得到的Na2S2O4固体要用乙醇洗涤,其优点是_______。
(3)目前,我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠,其原理是先将HCOONa和烧碱加人乙 醇水溶液液中,然后通入SO2发生反应,有CO2气体放出,总反应的化学方程式是___________。
(4)连二亚硫酸钠的分析检测。铁氰化钾法:铁氰化钾K3[Fe(CN)6]是一种比较弱的氧化剂,其具有强氧化剂所没有的选择性氧化性,能将S2O42-氧化为SO32-,[Fe(CN)6]3-还原为[Fe(CN)6]4-。取50.00mLNa2S2O4样品溶液,用0.02molL-1的K3[Fe(CN)6]标准液滴定至终点,消耗10.00mL。该样品中Na2S2O4的含量为_______gL-1。(以SO2计)
【答案】2Na2S2O4+O2=2Na2SO3+2SO2 ad 增大锌粉的表面积,加快反应速率 ZnS2O4+Na2CO3=Na2S2O4+ZnCO3↓ 除去晶体表面的水分,并减少Na2S2O4的溶解损失 HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O 0.256
【解析】
(1)根据已知的反应物、生成物,结合电子守恒,书写反应方程式;
(2)①结合物质的存在状态及反应条件,判断使用的装置;
②根据化学反应速率影响因素分析,结合复分解反应规律书写反应方程式;
③结合物质的溶解性分析;
(3)根据题干信息,书写反应方程式;
(4)根据氧化还原反应中电子转移数目相等计算。
(1) Na2S2O4与O2生成Na2SO3和SO2,反应方程式为2Na2S2O4+O2=2Na2SO3+2SO2;
(2)①浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应产生Na2SO4、SO2、H2O,反应方程式为:H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O,
a.反应不需要加热,Na2SO3是细小晶体,通过控制分液漏斗的活塞控制反应速率,装置a合理;
b.不能控制反应速率,且浓硫酸具有吸水性,长颈漏斗容易导致浓硫酸稀释,b不合理;
c.浓硫酸与盐的反应放出大量的热,会导致集气瓶炸裂,c不合理;
d.通过控制分液漏斗的活塞控制反应速率,上下联通的导气管会使浓硫酸上下气体压强一致,便于浓硫酸顺利滴下,装置d合理;
故合理选项是ad;
②工业上常将锌块进行预处理得到锌粉—水悬浊液,其目的是增大锌粉的表面积,加快反应速率。根据流程图可知步骤Ⅱ中发生复分解反应的化学方程式为ZnS2O4+Na2CO3=Na2S2O4+ZnCO3↓;
③Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇,用乙醇洗涤,既能除去晶体表面的水分,并减少Na2S2O4的溶解损失;
(3)目前,我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠,其原理是先将HCOONa和烧碱加入乙 醇水溶液液中,然后通入SO2发生反应,产生Na2S2O4,同时有CO2气体放出和水生成,总反应的化学方程式是HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O。
(4)根据氧化还原反应中电子转移数目相等可知两种物质的反应关系为:2K3[Fe(CN)6] ~~Na2S2O4,n{K3[Fe(CN)6]}=0.02mol/L×0.01L=2×10-4mol,则n(Na2S2O4)=1×10-4mol,溶液的体积是50mL=0.05L,所以c(Na2S2O4)= 1×10-4mol÷0.05L=2×10-3mol/L,根据S元素守恒,该样品中Na2S2O4的含量以SO2计为:2×10-3mol/L ×2×64g/mol=0.256gL-1。