Question

16．保险粉（Na₂S₂O₄）有极强的还原性，遇热水或潮湿空气会分解发热，但在碱性环境下较稳定．回答下列问题：
（1）二氧化硫的制备

①二氧化硫的发生装置可以选择图中的A（填大写字母），反应的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
②欲收集一瓶干燥的二氧化硫，选择图中的装置，其接口的连接顺序为发生装置→g→h→e→f→i（e）．（按气流方向，用小写字母表示）
（2）保险粉的制备
在35-45℃下，将SO₂气体通入锌粉一水悬浮液中（如图），使之发生反应生成ZnS₂O₄；待反应完全后，移走恒温水浴装置并冷却至室温，向三颈烧瓶中加人18%的NaOH溶液，使之发生反应生成Na₂S₂O₄和Zn（OH）₂；经一系列操作后得到无水Na₂S₂O₄样品．
①实验开始时，应先关闭止水夹K₃、打开K₁和K₂，通入一段时间SO₂，其原因是排除装置中的氧气．
②通过观察三颈烧瓶（或装置G）中通入二氧化硫导管中的气泡数，调节止水夹K₁来控制SO₂的流速．
③由ZnS₂O₄生成Na₂S₂O₄的化学方程式为ZnS₂O₄+2NaOH=Na₂S₂O₄+Zn（OH）₂↓．
（3）称取2.0gNa₂S₂O₄样品溶于冷水中，配成100mL吐溶液，取出10mL该溶液于试管中，用0.10mol/L的KMnO₄溶液滴定（滴定至终点时产物为Na₂SO₄和MnSO₄），重复上述操作2次，平均消耗溶液12.00mL．则该样品中Na₂S₂O₄的质量分数为87%（杂质不参与反应）．

Answer 1

分析 （1）实验室用亚硫酸钠与浓硫酸反应制备二氧化硫，选择A装置，用浓硫酸干燥二氧化硫，为干燥充分，导气管长进短出，则a连接g连接h，二氧化硫的密度比空气大，故导气管深入集气瓶底部，再连接e连接f，二氧化硫不能排放至空气中，用碱性试剂吸收；
（2）①装置中有氧气会干扰后面的实验；
②通过观察三颈烧瓶（或装置G）中通入二氧化硫导管中的气泡数控制硫酸的滴入速度，调节止水夹K₁来控制SO₂的流速；
③合成保险粉的反应物为ZnS₂O₄和NaOH，结合质量守恒书写方程式；
（3）根据5S₂O₄^2-～6MnO₄^-，计算样品中Na₂S₂O₄的质量，据此计算样品中Na₂S₂O₄的质量分数．

解答 解：（1）①实验室用亚硫酸钠与浓硫酸反应制备二氧化硫，选择A装置，化学方程式为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
故答案为：A；Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
②A装置制备二氧化硫，用浓硫酸干燥二氧化硫，为干燥充分，导气管长进短出，则a连接g连接h，二氧化硫的密度比空气大，故导气管深入集气瓶底部，再连接e连接f，二氧化硫不能排放至空气中，用碱性试剂吸收；
故答案为：g，h，e，f，i（e）；
（2）①装置中有氧气会氧化锌，所以原因为：排除装置中的氧气；
故答案为：排除装置中的氧气；
②通过观察三颈烧瓶（或装置G）中通入二氧化硫导管中的气泡数控制硫酸的滴入速度，调节止水夹K₁来控制SO₂的流速；
故答案为：三颈烧瓶（或装置G）中通入二氧化硫导管中的气泡数；
③合成保险粉的反应物为ZnS₂O₄和NaOH，生成Na₂S₂O₄和Zn（OH）₂，反应的方程式为ZnS₂O₄+2NaOH=Na₂S₂O₄+Zn（OH）₂↓；
故答案为：ZnS₂O₄+2NaOH=Na₂S₂O₄+Zn（OH）₂↓；
（3）Na₂S₂O₄与KMnO₄反应产物为Na₂SO₄和MnSO₄，则硫元素共升高6价，锰元素共降低5价，化合价升降应相同，故关系为5S₂O₄^2-～6MnO₄^-，
                               5           6 
                               n           12×10-3L×0.1mol/L
则2 g样品中Na₂S₂O₄的质量分数为=$\frac{5×12×1{0}^{-3}×0.1÷6×174×10}{2}×100%$=87%；
故答案为：87%．

点评 本题考查性质实验方案设计，侧重考查学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行排列顺序、实验基本操作能力及计算，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取于使用，难度中等．