题目内容

20.葡萄酒常用Na2S2O5做抗氧化剂. 
(1)1.90g Na2S2O5最多能还原224mLO2(标准状况). 
(2)0.5mol Na2S2O5溶解于水配成1L溶液,该溶液pH=4.5.溶液中部分微粒浓度随溶液酸碱性变化如图所示. 
写出Na2S2O5溶解于水的化学方程式Na2S2O5+H2O=2NaHSO3;当溶液pH小于1后,溶液中H2SO3的浓度变小,其原因可能是亚硫酸不稳定,易分解生成二氧化硫,或亚硫酸被氧化. 
已知:KKsp[BaSO4]=1×10-10,KKsp[BaSO3]=5×10-7.把部分被空气氧化的该溶液pH调为10,向溶液中滴加BaCl2使SO42-沉淀完全[c(SO42-)≤1×10-5mol•L-1],此时溶液中c(SO32-)≤0.05mol•L-1. 
(3)葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量测定(已知:SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI):准确量取100.00mL葡萄酒样品,加酸蒸馏出抗氧化剂成分.取馏分于锥形瓶中,滴加少量淀粉溶液,用物质的量浓度为0.0225mol•L-1标准I2溶液滴定至终点,消耗标准I2溶液16.02mL.重复以上操作,消耗标准I2溶液15.98mL.计算葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量 (单位:mg•L-1,以SO2计算,请给出计算过程.)

分析 (1)在Na2S2O5与O2的反应中,硫从+4价升为+6价,氧从0价降为-2价,根据电子得失守恒进行计算;
(2)根据图可知,pH=4.5时,溶液中主要以亚硫酸氢根离子形式存在,据此书写水解方程式;当溶液pH小于1后,溶液中主要以亚硫酸形成存在,但亚硫酸不稳定,易分解生成二氧化硫,根据Ksp[BaSO4]=c(Ba2+)•c(SO42-),可计算出需要放热c(Ba2+),进而计算最大浓度c(SO32-),据此答题;
(3)根据反应SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,由碘的物质的量可计算出二氧化硫的物质的量,根据硫元素守恒再换算成Na2S2O5,由此计算葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量.

解答 解:(1)在Na2S2O5与O2的反应中,硫从+4价升为+6价,氧从0价降为-2价,1.90g Na2S2O5的物质的量为0.01mol,根据电子得失守恒可知能还原氧气的物质的量为0.01mol,即标准状况224mL,
故答案为:224;
(2)根据图可知,pH=4.5时,溶液中主要以亚硫酸氢根离子形式存在,所以水解方程式为Na2S2O5+H2O=2NaHSO3,当溶液pH小于1后,溶液中主要以亚硫酸形成存在,但亚硫酸不稳定,易分解生成二氧化硫或亚硫酸被氧化也会导致浓度小,
根据Ksp[BaSO4]=c(Ba2+)•c(SO42-),可知需要c(Ba2+)=$\frac{Ksp(BaS{O}_{4})}{c(S{O}_{4}^{2-})}$=$\frac{1×1{0}^{-10}}{1×1{0}^{-5}}$=10-5mol•L-1,则溶液中SO32-的最大浓度c(SO32-)=$\frac{Ksp(BaS{O}_{3})}{c(B{a}^{2+})}$=$\frac{5×1{0}^{-7}}{1{0}^{-5}}$=0.05mol•L-1,
故答案为:Na2S2O5+H2O=2NaHSO3;亚硫酸不稳定,易分解生成二氧化硫,或亚硫酸被氧化;0.05;
(3)根据题意可知,消耗标准I2溶液的体积为$\frac{15.98mL+16.02mL}{2}$=16.0mL,所以I2的物质的量为16.0×10-3L×0.0225mol•L-1=3.6×10-4mol,根据反应SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,可知二氧化硫的物质的量为3.6×10-4mol,SO2的质量为64g/mol×3.6×10-4mol=23.04mg,所以葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量为$\frac{23.04mg}{0.1L}$=230.4mg•L-1,答:残留量为230.4mg•L-1.

点评 本题考查图象分析、物质含量的测定、氧化还原反应滴定等,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.

练习册系列答案
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