Question

3．硫的化合物在工业上有广泛的应用，因此研究硫的化合物制备有着重要的意义．某同学拟采用下图装置（实验前已除尽装置内的空气）来制取焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）．已知装置图1Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶体析出，发生的反应为Na₂SO₃+SO₂═Na₂S₂O₃
（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，图2中可选用的发生装置是ac（填写字母）．

（2）装置Ⅱ中有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
（3）装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最佳试剂是b（填序号）．
a、饱和食盐水　b、NaOH溶液　c、浓硫酸　d、饱和NaHCO₃溶液
（4）Na₂S₂O₅与稀硫酸反应放出SO₂，其离子方程式为S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O
（5）工业制备得到产品Na₂S₂O₅中含有杂质碳酸钠，检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是
①③⑥或①②③⑥（填编号）（已知Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃）
①酸性高锰酸钾②品红溶液③澄清石灰水④饱和碳酸氢钠溶液⑤NaOH⑥稀硫酸
（6）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化剂．测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）的方案如下
葡萄酒样品20.00mL$→_{蒸馏}^{盐酸}$馏分$→_{用0.0105mol/L的标准I_{2}溶液滴}^{一定条件，淀粉溶液}$溶液出现蓝色且30s内不褪色（已知：滴定时反映的化学方程式为SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI）
按上述方案实验，消耗标准I₂溶液25.00mL，该次实验测得样品中坑氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）为0.84g•L^-1．

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；
（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生成盐和水；
（4）Na₂S₂O₅与稀硫酸反应生成SO₂，反应中S元素的化合价未发生变化，同时生成硫酸钠与水；
（5）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，并用品红（或酸性高锰酸钾）检验是否除净，或直接用酸性高锰酸钾溶液根据颜色不褪色确定二氧化硫除净；
（6）由消耗碘的量，结合SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI计算二氧化硫的质量，进而计算浓度．

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，
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，所以要获得已析出的晶体可采取的分离方法是过滤，
故答案为：过滤；
（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，饱和食盐水和二氧化硫不反应，浓硫酸不吸收二氧化硫，饱和NaHCO溶液和二氧化硫反应生成二氧化碳，不及氢氧化钠吸收效果好，所以最佳试剂应该选择b，
故答案为：b；
（4）Na₂S₂O₅与稀硫酸反应生成SO₂，反应中S元素的化合价未发生变化，同时生成硫酸钠与水，反应离子方程式为：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O，
故答案为：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O；
（5）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，并用品红（或酸性高锰酸钾）检验是否除净，或直接用酸性高锰酸钾溶液根据颜色不褪色确定二氧化硫除净，检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是①③⑥或①②③⑥，
故答案为：①③⑥或①②③⑥；
（6）令20mL葡萄酒中二氧化硫的质量为mg，则：
SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI
64g            1mol
mg        0.025L×0.01mol/L
所以，64g：mg=1mol：0.025L×0.0105mol/L，
解得m=0.0168g
故该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）为n=$\frac{0.0168g}{0.02L}$=0.84 g/L，
故答案为：0.84．

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．