Question

【題目】焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）是一種食品添加劑．實驗室用如圖1所示裝置制備Na2S2O5 ， 實驗步驟如下：

Ⅰ．在Na2CO3溶液中通入SO2至pH為4.1，生成NaHSO3溶液；
Ⅱ.加碳酸鈉粉末調至pH為7～8；
Ⅲ.再通SO2至pH為4.1；
Ⅳ.從過飽和溶液中析出Na2S2O5晶體．
（1）制備焦亞硫酸鈉總反應的化學方程式為 ．
（2）Na2S2O5溶于水且與水能反應，所得溶液顯酸性，其原因是 ． 步驟Ⅲ中測定溶液的pH的方法是；pH＞4.1時，則產品中會有副產物，其化學式是 ．
（3）利用碘量法可測定Na2S2O5產品中+4價硫的含量，實驗方案為：將一定量的Na2S2O5產品放入碘量瓶（帶磨口塞的錐形瓶）中， ， 重復如上步驟2次，記錄數據．（實驗中必須使用的試劑有：c1molL﹣1的標準碘溶液、c2molL﹣1的標準Na2S2O3溶液、冰醋酸、淀粉溶液、蒸餾水；已知：2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI）
（4）含鉻廢水中常含有六價鉻[Cr（Ⅵ）]．利用Na2S2O5和FeSO47H2O先后分兩個階段處理含Cr2O72﹣的廢水，實驗結果見右圖．
①實驗過程中溶液的pH不斷升高的原因是 ．
②已知：Ksp[Cr（OH）3]=6.4×10﹣31 ， lg2≈0.3，c（Cr3+）＜1.0×10﹣5 molL﹣1時視為完全沉淀．現將廢水中Cr2O72﹣全部轉化為Cr（OH）3而除去，需調節溶液的pH范圍為 ．

Answer 1

【答案】
（1）Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2
（2）Na2S2O5與水反應生成NaHSO3 ， NaHSO3在水中電離使溶液顯酸性；用pH計（或酸度計，或pH傳感器）測定；Na2SO3
（3）加入一定體積的過量的c1mol?L﹣1的標準碘溶液，再加入適量的冰醋酸和蒸餾水，充分反應一段時間，加入淀粉溶液，用c2mol?L﹣1標準Na2S2O3溶液滴定至溶液由藍色恰好變為無色，且半分鐘內不變色，讀數
（4）Na2S2O5和FeSO4?7H2O與Cr2O72﹣反應時均消耗H+ ， 使溶液的pH變大；pH＞5.6
【解析】解：（1）Na2CO3和SO2反應生成Na2S2O5和CO2 ， 根據元素守恒可知化學方程式為Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2 ， 所以答案是：Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2；（2）Na2S2O5與水反應生成NaHSO3 ， NaHSO3在水中電離程度大于水解程度，所以會使溶液顯酸性；測定溶液pH值精確度為0.1，可用pH計（或酸度計，或pH傳感器）等，在Na2CO3溶液中通入SO2至pH為4.1，生成NaHSO3溶液，若pH＞4.1時，則溶液中會出現亞硫酸鈉，即產品中會有副產物Na2SO3 ，
所以答案是：Na2S2O5與水反應生成NaHSO3 ， NaHSO3在水中電離使溶液顯酸性；用pH計（或酸度計，或pH傳感器）測定；Na2SO3；（3）根據氧化還原滴定的原理，在Na2S2O5溶液中加入過量的標準碘溶液，使Na2S2O5被充分氧化，剩余的標準碘溶液再用標準Na2S2O3溶液滴定，根據加入的碘的總量和與Na2S2O3溶液反應的碘的量可以求得與Na2S2O5反應的碘的量，進而確定Na2S2O5的量，根據這一原理可知實驗操作步驟為：加入一定體積的過量的c1 molL﹣1的標準碘溶液，再加入適量的冰醋酸和蒸餾水，充分反應一段時間，加入淀粉溶液，用c2 molL﹣1標準Na2S2O3溶液滴定至溶液由藍色恰好變為無色，且半分鐘內不變色，讀數，
所以答案是：加入一定體積的過量的c1 molL﹣1的標準碘溶液，再加入適量的冰醋酸和蒸餾水，充分反應一段時間，加入淀粉溶液，用c2 molL﹣1標準Na2S2O3溶液滴定至溶液由藍色恰好變為無色，且半分鐘內不變色，讀數；（4）①Na2S2O5和FeSO47H2O先后分兩個階段處理含Cr2O72﹣的廢水時都會消耗氫離子，所以溶液的pH值會增大，所以答案是：Na2S2O5和FeSO47H2O與Cr2O72﹣反應時均消耗H+ ， 使溶液的pH變大；②c（Cr3+）＜1.0×10﹣5 molL﹣1時，根據Ksp[Cr（OH）3]可求得溶液中c（OH﹣）= = ×10﹣9 molL﹣1 ， 所以c（H+）= ，所以溶液的PH=﹣lgc（H+）≈5.6，所以將廢水中Cr2O72﹣全部轉化為Cr（OH）3而除去，需調節溶液的pH＞5.6，所以答案是：pH＞5.6．