题目内容

5．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的食品抗氧化剂之一．
实验一　焦亚硫酸钠的制取
采用如图1装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na2S2O5．装置C中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3+SO2═Na2S2O5

（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若放置过程中液柱高度差保持不变，则整个装置气密性良好，装置D的作用是安全瓶防止倒吸．装置E中为NaOH溶液
（2）要从装置C中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是过滤
实验二 焦亚硫酸钠的性质
（3）证明NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度，开采用的实验方法是ae（填序号）
a．测定溶液的pH b．加入Ba（OH）2溶液  c．加入盐酸   d．加入品红溶液 e．用蓝色石蕊试纸检测
（4）检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成
实验三 焦亚硫酸钠纯度的测定
（5）新制的焦亚硫酸钠中常混亚硫酸钠，为测请纯度称取2.152g样品取适量水充分反应后制成1L溶液，取100.00mL进行如下操作：

（已知：滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H20=H2SO4+2HI）
①按上述方案实验，消耗标准I2溶液22.00mL，则焦亚硫酸钠的质量分数为88.29%
②在上述实验过程中，若标准I2溶液中有一部分I2挥发，则测得结果偏高（填“偏高”、“偏低”或“不变”）

分析 由装置C中发生的反应可知，装置A中产生的气体为SO2，E装置为吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气，可以用NaOH溶液吸收，D装置中进气管短，目的是防止倒吸，B装置可以根据气泡控制二氧化硫的流速，反应完毕可以起储存二氧化硫作用．
（1）分液漏斗内外液面高度差保持不变，说明气密性良好；由上述分析可知，D装置防止倒吸，E装置为吸收未反应的二氧化硫；
（2）从装置C中获得已析出的晶体，分离固体与液体，应采取过滤操作；
（3）NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，故检验溶液呈酸性即可；
（4）Na2S2O5晶体在空气中易被氧化为Na2SO4，用盐酸、氯化钡溶液检验样品中是否含有硫酸根即可；
（5）①由SO2+2H2O+I2═H2SO4+2HI，可知100mL样品溶液反应得到n（SO2）=n（I2），进而计算1L样品溶液得到n′（SO2），设Na2SO3、Na2S2O5的物质的量分别为xmol、ymol，Na2S2O5相当于Na2SO3、SO2，根据生成二氧化硫可、二者总质量列方程计算解答；
②若标准I2溶液中有一部分I2挥发，消耗标准液的体积偏大，故测定二氧化硫的量偏大，结合①的方程式判断．

解答 解：由装置C中发生的反应可知，装置A中产生的气体为SO2，E装置为吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气，可以用NaOH溶液吸收，D装置中进气管短，目的是防止倒吸，B装置可以根据气泡控制二氧化硫的流速，反应完毕可以起储存二氧化硫作用．
（1）放置过程中液柱高度差保持不变，说明气密性良好；
由上述分析可知，D装置为安全瓶、防止倒吸，E装置为吸收未反应的二氧化硫，可以用NaOH溶液吸收，
故答案为：放置过程中液柱高度差保持不变；安全瓶防止倒吸；NaOH；
（2）从装置C中获得已析出的晶体，分离固体与液体，应采取过滤操作，
故答案为：过滤；
（3）NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，测定溶液的pH，可以确定溶液酸碱性，酸性溶液可以使湿润蓝色石蕊试纸变红，所以能用测定溶液pH值、湿润的蓝色石蕊试液检验，而加入Ba（OH）2溶液、HCl溶液、品红溶液都不能说明溶液呈酸性，故选ae；
故答案为：ae；
（4）Na2S2O5中S元素的化合价为+4价，因此会被氧化为为+6价，即晶体在空气中易被氧化为Na2SO4，用盐酸、氯化钡溶液检验样品中是否含有硫酸根即可，实验方案为：取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成，
故答案为：取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成；
（4）由SO2+2H2O+I2═H2SO4+2HI，可知100mL样品溶液反应得到n（SO2）=n（I2）=0.022L×0.1mol/L=0.0022mol，故1L样品溶液得到n′（SO2）=0.0022mol×$\frac{1L}{0.1L}$=0.022mol，
设Na2SO3、Na2S2O5的物质的量分别为xmol、ymol，Na2S2O5相当于Na2SO3、SO2，
根据生成二氧化硫可知：x+2y=0.022
根据质量可得：126x+190y=2.152
解得x=0.002，y=0.01
故样品中焦亚硫酸钠的质量分数为$\frac{0.01mol×190g/mol}{2.152g}$×100%=88.29%，
故答案为：88.29%；
②若标准I2溶液中有一部分I2挥发，消耗标准液的体积偏大，故测定二氧化硫的量偏大，计算可得Na2S2O5的质量偏大，故Na2S2O5的质量分数偏高，
故答案为：偏高．

点评 本题考查物质的制备实验、对装置的分析评价、实验方案设计、物质含量的测定、氧化还原反应滴定等，明确实验原理是解本题关键，是对学生综合能力的考查，（4）中计算为易错点、难点，根据题目中的反应判断焦亚硫酸钠与盐酸的反应，难度中等．

练习册系列答案
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15．按要求完成下列问题
（1）甲烷的结构式；
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（3）写出在催化剂表面所发生反应的化学方程式2SO2+O2$?_{△}^{催化剂}$2SO3，在实验过程中不能持续加热的理由是该反应为放热反应，温度升高SO2转化率降低；温度过高催化剂活性降低；
（4）在乙反应容器内要求氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，你是如何控制和估计的？可以通过调节气阀，控制气体流量，观察甲装置的冒泡速率进行估算．
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B．三氧化硫的通气速率太快，三氧化硫未被水和浓硫酸充分吸收
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17．下列事实不能用键能的大小来解释的是（　　）
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B．稀有气体一般难发生反应
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下列说法正确的是（　　）
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15．在温度t1和t2下，卤素单质X2（g）和H2反应生成HX学平衡常数如下表所示，仅根据下表数据不能判断的是（　　）
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C．X2与H2反应的剧烈程度随着原子序数递增逐渐减弱
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