Question

3．焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）为白色或黄色结晶粉末或小结晶．其性质活泼，具有强还原性，在食品加工中作防腐剂、漂白剂、疏松剂．某实验小组拟采用如图1装置（实验前已除尽装置内的空气）来制取焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）．
（1）装置I是用亚硫酸钠固体和浓硫酸制备二氧化硫气体，该装置中反应的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．如果想控制反应速度，如图2中可选用的发生装置是ac（填写字母）．
（2）装置Ⅱ中发生反应的化学方程式为：2NaHSO₃=Na₂S₂O₅+H₂O
当有Na₂S₂O₅晶体析出，要获得已析出的晶体可采取的分离方法是过滤；某同学需要420mL0.1mol/L焦亚硫酸钠溶液来研究其性质，配制时需称量焦亚硫酸钠的质量为9.5g；配制时除用到托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒等仪器外，还必须用到的玻璃仪器是500mL的容量瓶、胶头滴管．
（3）装置Ⅲ用于处理尾气，可选用如图3的最合理装置（夹持仪器已略去）为d（填序号）．

Answer 1

分析 （1）装置Ⅰ中产生的气体为SO₂，亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫与水；根据分液漏斗和长颈漏斗的特点结合气压原理来回答；
（2）固体和液体的分离采用过滤法；根据m=nM=cVM来计算质量；配制一定物质的量浓度的溶液使用的仪器：天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL的容量瓶、胶头滴管；
（3）二氧化硫属于酸性氧化物，有毒，要处理尾气，容易和氢氧化钠反应，但是要防止倒吸．

解答 解：（1）装置Ⅰ中亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫与水，反应方程式为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，如果想控制反应速度，用分液漏斗比长颈漏斗好得多，a装置可以，保证气压畅通，液体顺利留下，如图2中还可选用的发生装置是c，橡皮管能使分液漏斗与圆底烧瓶内气压相等，便于液体流下；
故答案为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；ac；
（2）装置Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶体析出，固体和液体的分离采用过滤法，要获得已析出的晶体可采取的分离方法是过滤；配制时应该用5molmL的容量瓶，没有480mL的，即需称量焦亚硫酸钠的质量m=nM=cVM=0.5L×0.1mol/L×190g/mol=9.5g；配制一定物质的量浓度的溶液使用的仪器：天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL的容量瓶、胶头滴管，
故答案为：过滤；9.5g；500mL的容量瓶、胶头滴管；
（3）二氧化硫有毒，要处理尾气，属于酸性氧化物，更容易和强碱氢氧化钠反应，但是要防止倒吸，最合理装置应该选择d，
故答案为：d．

点评 本题考查物质的制备实验、实验方案设计，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，难度中等，明确实验原理是解本题关键，根据物质的性质分析解答，注意元素化合物知识的积累和灵活运用．