Question

【題目】焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一 焦亞硫酸鈉的制取

采用如圖裝置(實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置II中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為：Na2SO3＋SO2=Na2S2O5

（1）裝置I中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為___________________________。

（2）要從裝置II中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是_______________。

（3）裝置III用于處理尾氣，可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為________(填序號(hào))。

實(shí)驗(yàn)二 焦亞硫酸鈉的性質(zhì)

（4）Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。證明NaHSO3溶液中HSO3－的電離程度大于水解程度，可采用的實(shí)驗(yàn)方法是______________ (填序號(hào))。

a．測(cè)定溶液的pH b．加入Ba(OH)2溶液 c．加入鹽酸

d．加入品紅溶液 e．用藍(lán)色石蕊試紙檢測(cè)

（5）檢驗(yàn)Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是_____________________________。

實(shí)驗(yàn)三 葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測(cè)定

葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測(cè)定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計(jì)算)的方案如下：

（6）按上述方案實(shí)驗(yàn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)I2溶液25.00 mL，該次實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中抗氧化劑的殘留量 (以游離SO2計(jì)算)為_______________g·L－1。

（7）在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若有部分HI被空氣氧化，則測(cè)得結(jié)果_______________ (填“偏高”“偏低”或“不變”)。

Answer 1

【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O) 過(guò)濾 d a、e 取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成 0.16 偏低

【解析】

實(shí)驗(yàn)一：裝置Ⅰ制取二氧化硫，亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O，裝置Ⅱ制取Na2S2O5晶體，Na2SO3+SO2=Na2S2O5，裝置Ⅲ用于處理尾氣吸收未反應(yīng)的二氧化硫。

(1)由裝置Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)可知，裝置Ⅰ中產(chǎn)生的氣體為SO2，亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉或硫酸氫鈉、二氧化硫與水；

(2)裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，分離固體與液態(tài)，應(yīng)采取過(guò)濾操作；
(3)裝置Ⅲ用于處理尾氣，吸收為反應(yīng)的二氧化硫，應(yīng)防止倒吸，且不能處于完全密閉環(huán)境中；
實(shí)驗(yàn)二：(4)NaHSO3溶液中HSO3-的電離程度大于水解程度，溶液呈酸性，故檢驗(yàn)溶液呈酸性即可；

(5)Na2S2O5晶體在空氣中易被氧化為Na2SO4，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗(yàn)樣品中是否含有硫酸根即可。

實(shí)驗(yàn)三：(6)①由消耗碘的量，結(jié)合SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI計(jì)算二氧化硫的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算濃度；

②若有部分HI被空氣氧化，則消耗碘的量偏小，故測(cè)定二氧化硫的量偏小。

(1)由裝置Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)可知，裝置Ⅰ中產(chǎn)生的氣體為SO2，亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫與水，反應(yīng)方程式為：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O，或生成硫酸氫鈉，反應(yīng)方程式為：Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O；

(2)裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，分離固體與液態(tài)，應(yīng)采取過(guò)濾進(jìn)行分離；

(3)a．裝置應(yīng)將導(dǎo)管伸入氨水中可以吸收二氧化硫，但為密閉環(huán)境，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大易產(chǎn)生安全事故，故a錯(cuò)誤；

b．該裝置吸收二氧化硫能力較差，且為密閉環(huán)境，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大易產(chǎn)生安全事故，故b錯(cuò)誤；

c．該裝置不能吸收二氧化硫，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模��?/span>c錯(cuò)誤；

d．該裝置中氫氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)，可以吸收，且防止倒吸，故d正確；

故答案為d；

(4)NaHSO3溶液中HSO3的電離程度大于水解程度，溶液呈酸性，測(cè)定溶液的pH，可以確定溶液酸堿性，酸性溶液可以使?jié)駶?rùn)藍(lán)色石蕊試紙變紅，所以能用測(cè)定溶液pH值、濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試液檢驗(yàn)，而加入Ba(OH)2溶液、HCl溶液、品紅溶液都不能說(shuō)明溶液呈酸性，故選ae；

(5)Na2S2O5中S元素的化合價(jià)為+4價(jià)，因此會(huì)被氧化為為+6價(jià)，即晶體在空氣中易被氧化為Na2SO4，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗(yàn)樣品中是否含有硫酸根即可，實(shí)驗(yàn)方案為：取少量Na2S2O5晶體于試管中，加入適量水溶解，滴加鹽酸，振蕩，再滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成。

(6)①令100mL葡萄酒中二氧化硫的質(zhì)量為mg，則：

所以，64g:mg=1mol:0.025L×0.01mol/L，解得m=0.016，故該次實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計(jì)算)為0.016g×0.1L=0.16g/L；

②若有部分HI被空氣氧化，則消耗碘的量偏小，故測(cè)定二氧化硫的量偏小，則測(cè)定結(jié)果偏低。