题目内容
【题目】食用二氧化硫漂白过的食品,对人体的肝、肾脏等有严重损害。某科研小组设计实验检验二氧化硫的漂白性。回答下列问题:
(一)二氧化硫的制备
实验室一般采用亚硫酸钠与硫酸(浓硫酸与水1:1混合)反应制取二氧化硫:
A B C D E
(1)欲收集一瓶干燥的二氧化硫,选择上图中的装置,其最佳连接顺序为:________(按气流方向,用小写字母表示)。
(二)二氧化硫性质的检验
将上述收集到的SO2通入下列装置中,在一定温度下按图示装置进行实验。
(2)根据上述实验,回答下列问题:
序号 | 实验现象 | 解释原因 |
① | _________________________ | _________________________ |
② | 品红试液褪色 | SO2具有漂白性 |
③ | ________________________ | 反应的离子方程式____________________ |
④ | 溶液变浑浊,有黄色沉淀生成 | SO2+2H2S=3S↓+2H2O |
(3)实验中发现Na2SO3可能部分变质,现需测定Na2SO3的纯度,称15.0g Na2SO3样品,配成250mL溶液,取25.00mL溶液,用0.20 mol·L―1酸性KMnO4溶液进行滴定,达到滴定终点时消耗KMnO4溶液20.00mL。达到滴定终点时锥形瓶中溶液颜色变化是________________________,样品中Na2SO3质量分数是_______。
【答案】 b→c→d→e→f→g 石蕊试液变红 石蕊试液变红说明SO2是酸性气体 KMnO4溶液颜色褪色(“褪色”写成“变浅”也可酌情给分) 5SO2+2H2O+2MnO4-=2Mn2++5SO42-+4H+ 由无色变为紫红色 84%
【解析】(1)用硫酸和亚硫酸钠制取SO2的试剂为固态和液态,反应条件不需加热,可通过控制添加硫酸的速率来控制反应速率,悬着装置A制备二氧化硫,再用浓硫酸干燥后收集,为干燥彻底,所以b连接C装置的c,二氧化硫密度比空气大,所以收集时导气管应长进短出,二氧化硫为有害气体,所以应用氢氧化钠吸收多余的二氧化硫气体,则连接顺序为:b→c→d→e→f→g,故答案为:b→c→d→e→f→g;
(2)二氧化硫为酸性气体,所以能使①中石蕊试液变红,具有漂白性,能使②中品红溶液褪色,具有还原性,发生反应5SO2+2H2O+2MnO4-=2Mn2++5SO42-+4H+,能使③中酸性高锰酸钾褪色,具有氧化性,能与④中硫化钠发生价态归中反应生成硫单质,SO2+2H2S=3S↓+2H2O,④中溶液浑浊,生成淡黄色沉淀;故答案为:石蕊试液变红;石蕊试液变红说明SO2是酸性气体;KMnO4溶液颜色褪色;5SO2+2H2O+2MnO4-=2Mn2++5SO42-+4H+
(3)酸性KMnO4溶液进行滴定亚硫酸钠溶液,滴入最后一滴,溶液呈紫红色且半分钟不变化,证明反应达到终点,用高锰酸钾滴定亚硫酸钠,依据方程式得:
5SO32-+6H++2MnO4-=5SO42-+2Mn2++3H2O
5 2
n 0.20mol/L×0.02L
则:5:2=n:0.20mol/L×0.02L
解得n=0.01mol,则15.0g样品中含有亚硫酸的质量为0.01mol×10×126g/mol=12.6g,所以样品中亚硫酸钠的质量分数为×100%=84%;故答案为:由无色变为紫红色;84%。