Question

【題目】連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險(xiǎn)粉，廣泛用于紡織工業(yè)的還原性染色、清洗、印花、脫色以及織物的漂白等。制取保險(xiǎn)粉通常需要二氧化硫。

（1）制備二氧化硫

若使用上圖所示裝置制備干燥的SO2氣體，回答以下問題：

①A中盛液體的玻璃儀器名稱是____________，實(shí)驗(yàn)開始后A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________。

②B裝置的作用是_______________________；C裝置的作用____________________。

③E中固體試劑為________________。

（2）制備保險(xiǎn)粉

如下圖，維持35～45℃通SO2至鋅粉-水懸浮液反應(yīng)生成ZnS2O4；然后加入18%的氫氧化鈉溶液，在28～35℃下反應(yīng)生成Na2S2O4和Zn(OH)2懸浮液。

反應(yīng)物經(jīng)壓濾除去氫氧化鋅沉淀后，往濾液中加入氯化鈉，并冷卻至20℃，使Na2S2O4結(jié)晶析出，濾出晶體后用酒精脫水干燥即得產(chǎn)品。

①在制取Na2S2O4過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，氧化劑是___________；生成1mol Na2S2O4轉(zhuǎn)移電子______mol。

②濾液中加入氯化鈉使_______離子濃度增大，促進(jìn)Na2S2O4結(jié)晶析出；濾出晶體后用酒精脫水干燥是因?yàn)?/span>Na2S2O4在酒精中的溶解度_______（填“較大”或“較小”），且酒精易揮發(fā)。

③制取Na2S2O4也常用甲酸鈉法，控制溫度70～80℃，在甲醇溶液（溶劑）中溶解甲酸鈉（HCOONa），再滴加Na2CO3溶液同時(shí)通SO2維持溶液微酸性,即可生成Na2S2O4，反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________。

（3）測(cè)定保險(xiǎn)粉純度

Na2S2O4屬于強(qiáng)還原劑，暴露于空氣中易被氧氣氧化。Na2S2O4遇KMnO4酸性溶液發(fā)生反應(yīng)：5Na2S2O4 + 6KMnO4 + 4H2SO4 = 5Na2SO4 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 4H2O

稱取3.0g Na2S2O4樣品溶于冷水中，配成100mL溶液，取出10mL該溶液于試管中，用0.10mol·L-1的KMnO4溶液滴定。

重復(fù)上述操作2次，平均消耗KMnO4溶液18.00 mL則該樣品中Na2S2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________（雜質(zhì)不參與反應(yīng)）。

Answer 1

【答案】 分液漏斗 Na2SO3 + H2SO4（濃）= Na2SO4 + SO2↑+ H2O 防倒吸影響制氣 干燥氣體 堿石灰 SO2 2 Na+ 較小 2HCOO- + 4SO2 + CO32- = 2S2O42- + H2O + 3CO2（HCOO-+2SO2+CO32-+H+=S2O42-+2CO2+H2O） 87%

【解析】 (1). ①A中盛濃硫酸的玻璃儀器為分液漏斗。實(shí)驗(yàn)室中制備SO2主要采用以下反應(yīng)Na2SO3 + H2SO4（濃）= Na2SO4 + SO2↑+ H2O；

②B裝置為安全瓶，可防倒吸影響制氣，C裝置的作用是干燥氣體，利用濃硫酸的吸水性，且不與SO2氣體反應(yīng)；

③E的作用是收集尾氣，防止SO2氣體逸出到空氣中，試劑為堿石灰；

（2）①反應(yīng)后僅SO2中S元素的化合價(jià)降低，所以SO2為氧化劑；生成1mol Na2S2O4需要

1mol ZnS2O4，需要氧化1mol金屬Zn，轉(zhuǎn)移電子2mol。

②溶液中加入氯化鈉使Na+離子濃度增大，使得Qc（Na2S2O4）增大，促進(jìn)Na2S2O4結(jié)晶析出；Na2S2O4在酒精中的溶解度較小，酒精吸水后容易與Na2S2O4結(jié)晶分離；

③甲醇為溶劑，不參與反應(yīng)，甲酸根、碳酸根、二氧化硫、氫離子為反應(yīng)物，生成S2O42-、CO2和水，配平反應(yīng)離子方程式： HCOO-+ CO32-+ 2SO2+H+= S2O42-+CO2+H2O。

（3）消耗KMnO4溶液的物質(zhì)的量為18×0.1×0.001mol=0.0018mol，氧化Na2S2O4為0.0015mol，則樣品中Na2S2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。