Question

8．焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）常用作食品漂白劑．其制備工藝流程如下：

已知：反應Ⅱ包含2NaHSO₃?Na₂S₂O₅+H₂O等多步反應．
（1）反應I的化學方程式為CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（2）硫磺燃燒前先加熱成液態(tài)并通過噴嘴噴入焚硫爐中，目的是增大硫與空氣的接觸面積，使硫磺充分燃燒，加快反應速率．在上述工藝流程中可循環(huán)使用的物質是CO₂、H₂O．
（3）反應Ⅱ中需控制參加反應的氣體與固體的物質的量之比接近2：1，若氣體量不足，則會導致Na₂S₂O₅產品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質含量增加，Na₂S₂O₅產率降低．
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應放出SO₂，其離子方程式為S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 該工藝的制備原理為：反應Ⅰ為生成NaHCO₃，加熱生成Na₂CO₃，在反應Ⅱ中二氧化硫與碳酸鈉反應生成NaHSO₃與二氧化碳，加熱NaHSO₃生成Na₂S₂O₅，
（1）工藝流程可知，反應Ⅰ為生成NaHCO₃，氯化鈉溶液通入氨氣、二氧化碳生成碳酸氫鈉與氯化銨，反應Ⅰ進行時應先通入氨氣，增大HCO₃^-的濃度，便于NaHCO₃析出；
（2）硫磺燃燒前先加熱成液態(tài)并通過噴嘴噴入焚硫爐中，增大硫與空氣的接觸面積，使硫磺充分燃燒，加快反應速率；反應需要的物質，在其它的反應中又生成該物質，該物質可以循環(huán)利用，結合方式的反應判斷；
（3）反應Ⅱ中發(fā)生反應Na₂CO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃+CO₂↑，2NaHSO₃$\stackrel{△}{?}$Na₂S₂O₅+H₂O，根據碳酸鈉與二氧化硫能完全反應判斷，二者物質的量關系；
若SO₂不足Na₂S₂O₅產品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質含量增加；
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應生成SO₂，反應中S元素的化合價未發(fā)生變化，同時生成硫酸鈉與水．

解答 解：該工藝的制備原理為：反應Ⅰ為生成NaHCO₃，加熱生成Na₂CO₃，在反應Ⅱ中二氧化硫與碳酸鈉反應生成NaHSO₃與二氧化碳，加熱NaHSO₃生成Na₂S₂O₅．
（1）工藝流程可知，反應Ⅰ為生成NaHCO₃，氯化鈉溶液通入氨氣、二氧化碳生成碳酸氫鈉與氯化銨，反應方程式為：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
反應Ⅰ進行時應先通入氨氣，增大HCO₃^-的濃度，便于NaHCO₃析出，
故答案為：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（2）硫磺燃燒前先加熱成液態(tài)并通過噴嘴噴入焚硫爐中，增大硫與空氣的接觸面積，使硫磺充分燃燒，加快反應速率；
由轉化關系可知，反應中需要CO₂、H₂O，其它反應又生成的CO₂、H₂O，故CO₂、H₂O可以重復利用；
故答案為：增大硫與空氣的接觸面積，使硫磺充分燃燒，加快反應速率；CO₂、H₂O；
（3）反應Ⅱ中發(fā)生反應Na₂CO₃+H₂O+2SO₂=2NaHSO₃+CO₂↑，2NaHSO₃$\stackrel{△}{?}$Na₂S₂O₅+H₂O，故SO₂與Na₂CO₃的物質的量之比接近
2：1恰好完全反應，若SO₂不足Na₂S₂O₅產品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質含量增加，Na₂S₂O₅產率降低；
故答案為：2：1；Na₂S₂O₅產品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質含量增加，Na₂S₂O₅產率降低；
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應生成SO₂，反應中S元素的化合價未發(fā)生變化，同時生成硫酸鈉與水，反應離子方程式為：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O，
故答案為：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O．

點評 本題以制備焦亞硫酸鈉為載體，考查學生對于工藝流程原理的理解、對操作與反應條件可知的理解，侯德榜制堿法、S與C等元素化合物的性質與轉化、常用化學用語書寫等，知識比較陌生，難度較大，理解制備原理是關鍵，需要學生具備扎實的基礎與綜合運用能力．