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(yīng)Ⅱ包含2NaHSO₃?Na₂S₂O₅+H₂O等多步反應(yīng)．
（1）反應(yīng)I的化學(xué)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(yīng)速率．在上述工藝流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是CO₂、H₂O．
（3）反應(yīng)Ⅱ中需控制參加反應(yīng)的氣體與固體的物質(zhì)的量之比接近2：1，若氣體量不足，則會導(dǎo)致Na₂S₂O₅產(chǎn)品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質(zhì)含量增加，Na₂S₂O₅產(chǎn)率降低．
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)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(yīng)Ⅰ為生成NaHCO₃，加熱生成Na₂CO₃，在反應(yīng)Ⅱ中二氧化硫與碳酸鈉反應(yīng)生成NaHSO₃與二氧化碳，加熱NaHSO₃生成Na₂S₂O₅，
（1）工藝流程可知，反應(yīng)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(yīng)Ⅰ進行時應(yīng)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(yīng)速率；反應(yīng)需要的物質(zhì)，在其它的反應(yīng)中又生成該物質(zhì)，該物質(zhì)可以循環(huán)利用，結(jié)合方式的反應(yīng)判斷；
（3）反應(yīng)Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃+CO₂↑，2NaHSO₃$\stackrel{△}{?}$Na₂S₂O₅+H₂O，根據(jù)碳酸鈉與二氧化硫能完全反應(yīng)判斷，二者物質(zhì)的量關(guān)系；
若SO₂不足Na₂S₂O₅產(chǎn)品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質(zhì)含量增加；
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)生成SO₂，反應(yīng)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(yīng)Ⅰ為生成NaHCO₃，加熱生成Na₂CO₃，在反應(yīng)Ⅱ中二氧化硫與碳酸鈉反應(yīng)生成NaHSO₃與二氧化碳，加熱NaHSO₃生成Na₂S₂O₅．
（1）工藝流程可知，反應(yīng)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(yīng)方程式為：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
反應(yīng)Ⅰ進行時應(yīng)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(yīng)速率；
由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，反應(yīng)中需要CO₂、H₂O，其它反應(yīng)又生成的CO₂、H₂O，故CO₂、H₂O可以重復(fù)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(yīng)速率；CO₂、H₂O；
（3）反應(yīng)Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+H₂O+2SO₂=2NaHSO₃+CO₂↑，2NaHSO₃$\stackrel{△}{?}$Na₂S₂O₅+H₂O，故SO₂與Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比接近
2：1恰好完全反應(yīng)，若SO₂不足Na₂S₂O₅產(chǎn)品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質(zhì)含量增加，Na₂S₂O₅產(chǎn)率降低；
故答案為：2：1；Na₂S₂O₅產(chǎn)品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質(zhì)含量增加，Na₂S₂O₅產(chǎn)率降低；
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)生成SO₂，反應(yīng)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(yīng)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(xué)生對于工藝流程原理的理解、對操作與反應(yīng)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(zhì)與轉(zhuǎn)化、常用化學(xué)用語書寫等，知識比較陌生，難度較大，理解制備原理是關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)與綜合運用能力．