Question

【題目】連二亞硫酸鈉（Na2S2O4），也稱為保險粉，Na2S2O4易溶于水，難溶于乙醇，具有極強的還原性，易被空氣氧化，在堿性介質中穩定。其陰離子的結構如圖所示：。某科研小組制備并探究其性質。

Ⅰ．制備Na2S2O4（加熱等輔助儀器略去）

（1）Na2S2O4中硫元素的化合價為_______。

（2）連接好裝置后，檢查其氣密性良好的操作是____________________。

（3）添加藥品、再次連接好裝置：

①第一步，將A中生成的氣體通往B中進行反應，在B裝置生成連二亞硫酸鋅的化合反應方程式為__________；

②第二步，加入NaOH溶液，于28～35℃下反應生成Na2S2O4，該步反應的離子方程式為_____________。

第三步，將第二步的混合物過濾，并向濾液中加入固體NaCl，冷卻至20℃，便有Na2S2O4晶體析出。

③第四步，將第三步所得混合物經________（填操作名稱）、________(填寫 “水”或“乙醇”)洗滌，得到純凈的Na2S2O4晶體。

（4）裝置C的作用是 _______________。

Ⅱ．探究Na2S2O4的穩定性

（5）隔絕空氣加熱Na2S2O4固體完全分解得到固體產物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小組沒有做到完全隔絕空氣，得到的固體產物中還含有Na2SO4。請設計實驗證明該分解產物中含有Na2SO4。實驗方案是______________。（可選試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液）

Answer 1

【答案】+3 關閉分液漏斗的旋塞，將C裝置的導管插入燒杯中的水面下，微熱燒瓶，導管口有氣泡產生，停止加熱，導管口形成一段水柱，則氣密性良好 2SO2 + Zn ＝ ZnS2O4 Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2↓ 過濾 乙醇 吸收SO2，防止污染空氣；隔離空氣，防止空氣中的O2將產物氧化 取少量產品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層清液(或過濾，取濾液)，滴加BaCl2溶液，若出現沉淀則說明含有Na2SO4雜質

【解析】

⑴根據化合價分析，鈉為+1價，O為-2價，Na2S2O4中硫元素的化合價為+3價，故答案為+3；

⑵連接好裝置后，檢查其氣密性良好的操作是關閉分液漏斗的旋塞，將C裝置的導管插入燒杯中的水面下，微熱燒瓶，導管口有氣泡產生，停止加熱，導管口形成一段水柱，則氣密性良好，故答案為關閉分液漏斗的旋塞，將C裝置的導管插入燒杯中的水面下，微熱燒瓶，導管口有氣泡產生，停止加熱，導管口形成一段水柱，則氣密性良好；

⑶添加藥品、再次連接好裝置：

①第一步，將A中生成的氣體通往B中進行反應，在B裝置生成連二亞硫酸鋅的化合反應方程式為2SO2 + Zn = ZnS2O4，故答案為2SO2 + Zn = ZnS2O4；

②第二步，加入NaOH溶液，于28～35℃下反應生成Na2S2O4，主要是發生復分解反應生成沉淀，該步反應的離子方程式為Zn2+ + 2OH－ Zn(OH)2↓，

故答案為Zn2+ + 2OH－ Zn(OH)2↓；

第三步，將第二步的混合物過濾，并向濾液中加入固體NaCl，冷卻至20℃，便有Na2S2O4晶體析出。

③第四步，由于有Na2S2O4晶體析出，因此將第三步所得混合物經過濾、由于Na2S2O4易溶于水，不能用水洗滌，只能用乙醇洗滌，得到純凈的Na2S2O4晶體，故答案為過濾；乙醇；

⑷由于反應中二氧化硫不能完全反應，因此裝置C的作用是吸收SO2，防止污染空氣；隔離空氣，防止空氣中的O2將產物氧化，故答案為吸收SO2，防止污染空氣；隔離空氣，防止空氣中的O2將產物氧化；

⑸隔絕空氣加熱Na2S2O4固體完全分解得到固體產物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小組沒有做到完全隔絕空氣，得到的固體產物中還含有Na2SO4。請設計實驗證明該分解產物中含有Na2SO4。要將亞硫酸鈉溶液全部與鹽酸反應，將得到的溶液再加入氯化鋇反應，實驗方案是取少量產品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層清液(或過濾，取濾液)，滴加BaCl2溶液，若出現沉淀則說明含有Na2SO4雜質，故答案為取少量產品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層清液(或過濾，取濾液)，滴加BaCl2溶液，若出現沉淀則說明含有Na2SO4雜質。