题目内容

【题目】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在食品加工中常用作防腐剂、漂白剂和疏松剂.焦亚硫酸钠为黄色结晶粉末,150℃时开始分解,在水溶液或含有结晶水时更易被空气氧化.实验室制备焦亚硫酸钠过程中依次包含以下几步反应:
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O …(a)
Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3…(b)
2NaHSO3 Na2S2O5+H2O …(c)
实验装置如下:

(1)实验室可用废铝丝与NaOH溶液反应制取H2 , 制取H2的离子方程式为
(2)图1装置中,导管X的作用是
(3)通氢气一段时间后,以恒定速率通入SO2 , 开始的一段时间溶液温度迅速升高,随后温度缓慢变化,溶液开始逐渐变黄.“温度迅速升高”的原因为
实验后期须保持温度在约80℃,可采用的加热方式为
(4)反应后的体系中有少量白色亚硫酸钠析出,参照图2溶解度曲线,除去其中亚硫酸钠固体的方法是;然后获得较纯的无水Na2S2O5应将溶液冷却到30℃左右抽滤,控制“30℃左右”的理由是
(5)用图3装置干燥Na2S2O5晶体时,通入H2的目的是;真空干燥的优点是
(6)测定产品中焦亚硫酸钠的质量分数常用剩余碘量法.已知:S2O52+2I2+3H2O=2SO42+4I+6H+;2S2O32+I2=S4O62+2I
请补充实验步骤(可提供的试剂有:焦亚硫酸钠样品、标准碘溶液、淀粉溶液、酚酞溶液、标准Na2S2O3溶液及蒸馏水).
①精确称取产品0.2000g放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中.
②准确移取一定体积和已知浓度的标准碘溶液(过量)并记录数据,在暗处放置5min,然后加入5mL冰醋酸及适量的蒸馏水.
③用标准Na2S2O3溶液滴定至接近终点.


⑥重复步骤①~⑤;根据相关记录数据计算出平均值.

【答案】
(1)2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2
(2)排出H2、未反应的SO2及水蒸气等
(3)SO2与NaOH溶液的反应是放热反应;80℃水浴加热
(4)趁热过滤;此时溶液中Na2SO3不饱和,不析出
(5)排出空气,防止焦亚硫酸钠被氧化;干燥室内部的压力低,水分在低温下就能气化,减少产品氧化
(6)加入1~2mL淀粉溶液;继续用标准Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复现,记录滴定所消耗的体积
【解析】解:(1.)铝和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑,故答案为:2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑;
(2.)该装置中二氧化硫和氢氧化钠发生反应,通入氢气能防止亚硫酸盐被氧化,如果锥形瓶内压强过大会产生安全事故,所以导管的作用是排出H2、未反应的SO2及水蒸气等,从而防止安全事故的发生,故答案为:排出H2、未反应的SO2及水蒸气等;
(3.)SO2与NaOH溶液的反应是放热反应导致溶液温度升高,所以溶液“温度迅速升高”;温度小于100℃时要采用水浴加热,需要的温度是80℃,所以用水浴加热;故答案为:SO2与NaOH溶液的反应是放热反应;80℃水浴加热;
(4.)根据图知,温度越高Na2S2O5溶解度增大,当接近40℃时亚硫酸钠溶解度减小,所以要趁热过滤;控制“30℃左右”时,此时溶液中Na2SO3不饱和,不析出,故答案为:趁热过滤;此时溶液中Na2SO3不饱和,不析出;
(5.)焦亚硫酸钠能被压强氧化,则通入氢气的目的是排出空气,防止焦亚硫酸钠被氧化;真空干燥时,干燥室内部的压力低,水分在低温下就能气化,从而减少产品氧化,故答案为:排出空气,防止焦亚硫酸钠被氧化;干燥室内部的压力低,水分在低温下就能气化,减少产品氧化;
(6.)④碘能使淀粉变蓝色,所以可以用淀粉试液检验滴定终点,需要的操作是加入1~2mL淀粉溶液,故答案为:加入1~2mL淀粉溶液;
⑤继续做实验为:继续用标准Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复现,记录滴定所消耗的体积,然后再重复实验,减少实验误差,
故答案为:继续用标准Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复现,记录滴定所消耗的体积.
(1.)铝和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气;
(2.)该装置中二氧化硫和氢氧化钠发生反应,通入氢气能防止亚硫酸盐被氧化,如果锥形瓶内压强过大会产生安全事故;
(3.)SO2与NaOH溶液的反应是放热反应导致溶液温度升高;温度小于100℃时要采用水浴加热;
(4.)根据图知,温度越高Na2S2O5溶解度增大,当接近40℃时亚硫酸钠溶解度减小;控制“30℃左右”时,此时溶液中Na2SO3不饱和;
(5.)焦亚硫酸钠能被压强氧化;真空干燥时,干燥室内部的压力低,水分在低温下就能气化;
(6.)④碘能使淀粉变蓝色,所以可以用淀粉试液检验滴定终点;⑤继续做实验为:继续用标准Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复现,记录滴定所消耗的体积.

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