Question

（15分）亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量（通常1kg样品中含SO₂的质量计），某研究小组设计了如下两种实验流程：

（1）气体A的主要成分是        ，为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入   
              ；通入N₂的目的是                                           。
（2）写出甲方案第①步反应的离子方程式：                          。
（3）甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH标准溶液润洗，其操作方法是           
                                                                       。
（4）若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果            （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
（5）若取样品wg，按乙方案测得消耗0.01000mol·L^—1I₂溶液VmL，则1kg样品中含SO₂的质量是              g（用含w、V的代数式表示）。

Answer 1

⑴SO₂、N₂碎瓷片（或沸石） 将生成的SO₂全部赶出  
⑵SO₂＋H₂O₂=2H^＋＋SO2－4 ⑶向滴定管注入少量NaOH标准液，倾斜转动滴定管润洗整个滴定管内壁，然后将润洗液从下端尖嘴处放出，重复操作2～3次   ⑷无影响   ⑸0.64V/w

⑴亚硫酸盐与稀硫酸反应生成气体SO₂，因此A气体的成分为生成的SO₂及通入的N₂（其目的是将生成的SO₂全部赶出，保证被吸收液全部吸收，减小误差，也可通入稀有气体），为防止液体加热时暴沸，一般可加入碎瓷片。
⑵SO₂具有还原性，可被氧化剂H₂O₂所氧化而吸收，反应的离子方程式为SO₂＋H₂O₂===2H^＋＋SO2－4。
⑶甲方案的原理是根据消耗的氢氧化钠的量求硫酸的量，进而求SO₂的量。乙方案的原理是根据溶液B中的SO₃^2－被I₂氧化，由I₂的量求SO₃^2－的量，进而求SO₂的量。用标准液润洗滴定管的目的是减小误差，否则会使所装溶液浓度减小，造成滴定结果偏大。标准液润洗滴定管的方法是：滴定管用蒸馏水洗涤干净后，加入少量NaOH标准液，将滴定管倾斜放在两手掌上，轻轻转动，润洗整个滴定管内壁，然后将润洗液从下端尖嘴处放出，不可从上口倒出，重复操作2～3次。
⑷乙方案的原理是根据溶液B中的SO₃^2－被I₂氧化，由I₂的量求SO₃^2－的量，进而求SO₂的量。用盐酸代替硫酸，生成的SO₂气体中混有少量HCl，因SO₂用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性，且SO₂的量不会因混入HCl而变化，因此消耗的I₂不变，即对实验结果无影响。
⑸反应为H₂O＋SO2－3＋I₂===SO2－4＋2I^－＋2H^＋，
SO₂~ SO2－3~  I₂
64          1mol
m 0.010 00 mol·L－1    ×V×10^-3 L＝V×10^-5 mol
m=64×V×10^-5 g,则1 kg样品中含SO₂的质量为：64×V×10^-5 g×1000/w=0.64V/w
考点定位：本题属工业流程题。以食品中的亚硫酸盐含量的测定为问题情境，通过简明的实验流程图，将实验基本操作、仪器的使用、化学计算、化学方程式的书写等内容综合在一起，考查考生对化学实验方案的分析和问题解决的能力。