Question

10．焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）常用作食品漂白剂．其制备工艺流程如图：

已知：反应II包含2NaHSO₃═Na₂S₂O₅+H₂O等多步反应．
（1）反应I的总化学方程式为NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，反应I进行时应先通入的气体是NH₃，反应I产生的NH₄Cl可用作氮肥．
（2）灼烧时发生反应的化学方程式为2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，若灼烧时生  成SO₂1.12×l0⁶ L（标准状况下），则转移电子3×l0⁵mol．
（3）己知Na₂S₂O₅与稀硫酸反应放出SO₂，其离子方程式为S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O；
（4）副产品X的化学式是CuSO₄•5H₂O，在上述流程中可循环使用的物质是CO₂；
（5）为了减少产品Na₂S₂O₅中杂质含量，需控制反应II中气体与固体的物质的量之比约为2：1，检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂①④⑤（填编号）．
①澄清石灰水    ②饱和碳酸氢钠溶液    ③氢氧化钠   ④酸性高锰酸钾    ⑤稀硫酸．

Answer 1

分析 反应Ⅰ为生成NaHCO₃，加热生成Na₂CO₃，在反应Ⅱ中二氧化硫与碳酸钠反应生成NaHSO₃与二氧化碳，加热NaHSO₃生成Na₂S₂O₅，
（1）根据流程确定反应物为NaCl、NH₃、CO₂，产物为NH₄Cl和碳酸氢钠；反应Ⅰ进行时应先通入氨气，增大HCO₃^-的浓度，便于NaHCO₃析出；氯化铵常用作氮肥；
（2）CuS与氧气反应生成黑色氧化铜和二氧化硫气体，根据化学方程式可计算出转移电子的物质的量；
（3）Na₂S₂O₅中硫元素的化合价为+4价，生成二氧化硫化合价没变；
（4）氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，结晶得出硫酸铜晶体；根据流程图可知，可循环使用的物质是二氧化碳；
（5）反应Ⅱ中反应应是二氧化硫与碳酸钠反应生成NaHSO₃，NaHSO₃再生成Na₂S₂O₅，反应方程式为Na₂CO₃+2 SO₂+H₂O=2NaHSO₃+CO₂，为了控制杂质，二氧化硫与碳酸氢钠应按反应方程式中比例关系反应；检验产品中含有碳酸钠杂质，需加酸反应检验二氧化碳生成，即用的澄清石灰水，但加酸会生成二氧化硫，二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，故应先除去，用酸性高锰酸钾溶液根据颜色不褪色确定二氧化硫除净，据此答题．

解答 解：（1）流程确定反应物为NaCl、NH₃、CO₂，产物为NH₄Cl和碳酸氢钠，反应Ⅰ的化学方程式为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，反应Ⅰ进行时应先通入氨气，增大HCO₃^-的浓度，便于NaHCO₃析出，氯化铵常用作氮肥，
故答案为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；NH₃；氮肥；
（2）硫化铜灼烧一定生成氧化铜和二氧化硫，反应的化学方程式为：2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，在该反应中每产生2mol二氧化硫则转移12mol电子，所以生成SO₂1.12×l0⁶ L（标准状况下）即5×l0⁴ mol，则转移电子3×l0⁵ mol
故答案为：2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CuO+2SO₂；3×l0⁵；
（3）根椐提示可知生成二氧化硫和水，Na₂S₂O₅与稀硫酸反应放出SO₂和水，反应的离子方程式为S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O，
故答案为：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O；
（4）上述分析可知，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，得出硫酸铜晶体，副产品X的化学式是CuSO₄•5H₂O，根据流程图可知，可循环使用的物质是CO₂，
故答案为：CuSO₄•5H₂O；CO₂；
（5）从生产过程可以看出是硫酸铜晶体；从图示中可以看出二氧化碳和水可以再次利用，反应Ⅱ中气体与固体分别是二氧化硫和碳酸钠，这两种物质反应必须生成亚硫酸氢钠：反应Ⅱ中反应应是二氧化硫与碳酸钠反应生成NaHSO₃，NaHSO₃再生成Na₂S₂O₅，反应方程式为Na₂CO₃+2SO₂+H₂O=2NaHSO₃+CO₂，因此气体与固体的物质的量之比为：2：1，检验产品中含有碳酸钠杂质，需加酸反应检验二氧化碳生成，即用的澄清石灰水，但加酸会生成二氧化硫，二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，故应先除去，用酸性高锰酸钾溶液根据颜色不褪色确定二氧化硫除净，故选①④⑤，
故答案为：2：1；①④⑤．

点评 本题考查了物质置制备的实验方案分析，主要是物质性质的理解应用，离子方程式书写方法，注意试剂的选择和实验操作的目的，掌握基础是解题关键，题目难度中等．