Question

【题目】连二亚硫酸钠（Na2S2O4），也称为保险粉，Na2S2O4易溶于水，难溶于乙醇，具有极强的还原性，易被空气氧化，在碱性介质中稳定。其阴离子的结构如图所示：。某科研小组制备并探究其性质。

Ⅰ．制备Na2S2O4（加热等辅助仪器略去）

（1）Na2S2O4中硫元素的化合价为_______。

（2）连接好装置后，检查其气密性良好的操作是____________________。

（3）添加药品、再次连接好装置：

①第一步，将A中生成的气体通往B中进行反应，在B装置生成连二亚硫酸锌的化合反应方程式为__________；

②第二步，加入NaOH溶液，于28～35℃下反应生成Na2S2O4，该步反应的离子方程式为_____________。

第三步，将第二步的混合物过滤，并向滤液中加入固体NaCl，冷却至20℃，便有Na2S2O4晶体析出。

③第四步，将第三步所得混合物经________（填操作名称）、________(填写 “水”或“乙醇”)洗涤，得到纯净的Na2S2O4晶体。

（4）装置C的作用是 _______________。

Ⅱ．探究Na2S2O4的稳定性

（5）隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小组没有做到完全隔绝空气，得到的固体产物中还含有Na2SO4。请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。实验方案是______________。（可选试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液）

Answer 1

【答案】+3 关闭分液漏斗的旋塞，将C装置的导管插入烧杯中的水面下，微热烧瓶，导管口有气泡产生，停止加热，导管口形成一段水柱，则气密性良好 2SO2 + Zn ＝ ZnS2O4 Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2↓ 过滤 乙醇 吸收SO2，防止污染空气；隔离空气，防止空气中的O2将产物氧化 取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质

【解析】

⑴根据化合价分析，钠为+1价，O为-2价，Na2S2O4中硫元素的化合价为+3价，故答案为+3；

⑵连接好装置后，检查其气密性良好的操作是关闭分液漏斗的旋塞，将C装置的导管插入烧杯中的水面下，微热烧瓶，导管口有气泡产生，停止加热，导管口形成一段水柱，则气密性良好，故答案为关闭分液漏斗的旋塞，将C装置的导管插入烧杯中的水面下，微热烧瓶，导管口有气泡产生，停止加热，导管口形成一段水柱，则气密性良好；

⑶添加药品、再次连接好装置：

①第一步，将A中生成的气体通往B中进行反应，在B装置生成连二亚硫酸锌的化合反应方程式为2SO2 + Zn = ZnS2O4，故答案为2SO2 + Zn = ZnS2O4；

②第二步，加入NaOH溶液，于28～35℃下反应生成Na2S2O4，主要是发生复分解反应生成沉淀，该步反应的离子方程式为Zn2+ + 2OH－ Zn(OH)2↓，

故答案为Zn2+ + 2OH－ Zn(OH)2↓；

第三步，将第二步的混合物过滤，并向滤液中加入固体NaCl，冷却至20℃，便有Na2S2O4晶体析出。

③第四步，由于有Na2S2O4晶体析出，因此将第三步所得混合物经过滤、由于Na2S2O4易溶于水，不能用水洗涤，只能用乙醇洗涤，得到纯净的Na2S2O4晶体，故答案为过滤；乙醇；

⑷由于反应中二氧化硫不能完全反应，因此装置C的作用是吸收SO2，防止污染空气；隔离空气，防止空气中的O2将产物氧化，故答案为吸收SO2，防止污染空气；隔离空气，防止空气中的O2将产物氧化；

⑸隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小组没有做到完全隔绝空气，得到的固体产物中还含有Na2SO4。请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。要将亚硫酸钠溶液全部与盐酸反应，将得到的溶液再加入氯化钡反应，实验方案是取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质，故答案为取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。