Question

18．焦亚硫酸钠（化学式为Na₂S₂O₅）是一种常用的食品抗氧化剂，Na₂S₂O₅中硫元素的化合价为+4，工业上制备Na₂S₂O₅的方法有多种，下面是其中的一种生产工艺流程图．

（1）晶体Ⅰ的成分是NaHCO₃，操作Ⅱ包括过滤、洗涤、干燥，则洗涤剂最好是无水乙醇，干燥时需要在还原性气候或惰性气体氛围下，其原因Na₂S₂O₅晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄
（2）写出有关反应方程式：CuS灼烧2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，反应釜Ⅱ：2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O．

Answer 1

分析 一般的化合物中O元素化合价为-2价、Na元素化合价为+1，根据化合物中各元素化合价的代数和为0确定S元素化合价；
将氯化钠溶液中加入反应釜I中，通入氨气、二氧化碳，碳酸氢钠溶解度较小，所以发生反应NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，析出NaHCO₃晶体；将晶体I溶于水，然后向反应釜II中加入SO₂，发生反应2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O，向反应釜II中加入等体积乙醇得到晶体II，则晶体II为Na₂S₂O₅，过滤、洗涤得到纯品；
将CuS在空气中灼烧，发生反应2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，得到的黑色固体CuO，将CuO溶于稀硫酸，生成硫酸铜，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到硫酸铜，
据此分析解答．

解答 解：一般的化合物中O元素化合价为-2价、Na元素化合价为+1，根据化合物中各元素化合价的代数和为0得S元素化合价=$\frac{0-（-2）×5-（+1）×2}{2}$=+4，
故答案为：+4；
将氯化钠溶液中加入反应釜I中，通入氨气、二氧化碳，碳酸氢钠溶解度较小，所以发生反应NaCl+CO₂+NH₃+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，析出NaHCO₃晶体；将晶体I溶于水，然后向反应釜II中加入SO₂，发生反应2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O，向反应釜II中加入等体积乙醇得到晶体II，则晶体II为Na₂S₂O₅，过滤、洗涤得到纯品；
将CuS在空气中灼烧，发生反应2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，得到的黑色固体CuO，将CuO溶于稀硫酸，生成硫酸铜，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到硫酸铜，
（1）通过以上分析知，晶体Ⅰ的成分是NaHCO₃，操作Ⅱ包括过滤、洗涤、干燥，则洗涤剂最好是乙醇，因为Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃，干燥时需要在还原性气候或惰性气体氛围下，其原因Na₂S₂O₅晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄，
故答案为：NaHCO₃；无水乙醇；Na₂S₂O₅晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄；
（2）CuS灼烧方程式为2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，反应釜Ⅱ反应方程式为2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O，
故答案为：2CuS+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO₂；2NaHCO₃+2SO₂=Na₂S₂O₅+2CO₂+H₂O．

点评 本题考查物质制备实验，为高频考点，侧重考查学生分析判断、基本实验操作等能力，明确物质性质、实验基本操作方法及原理是解本题关键，明确每一步发生的反应或基本操作方法，题目难度不大．