Question

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 

加熱  .

Na₂S₂O₅+H₂O等多步反應．
（1）反應I的化學方程式為

 

，反應Ⅰ所得副產(chǎn)物的用途是

 

（填一項即可）．
（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

 

，在上述工藝流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

（3）反應Ⅱ中需控制參加反應的氣體與固體的物質(zhì)的量之比接近

 

，若氣體量不足，則會導致

 

．
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應放出SO₂，其離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗題

分析：由制備流程可知，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(zhì)，在其它的反應中又生成該物質(zhì)，該物質(zhì)可以循環(huán)利用，結(jié)合方式的反應判斷；
（3）反應Ⅱ中發(fā)生反應Na₂CO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃+CO₂↑，2NaHSO₃

加熱  .

Na₂S₂O₅+H₂O，根據(jù)碳酸鈉與二氧化硫能完全反應判斷，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：由制備流程可知反應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；副產(chǎn)物氯化銨可用于作氮肥，
故答案為：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；氮肥；
（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(zhuǎn)化關(guān)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

加熱  .

Na₂S₂O₅+H₂O，故SO₂與Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比接近2：1恰好完全反應，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：本題考查焦亞硫酸鈉的制備實驗，為高頻考點，把握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(zhì)與轉(zhuǎn)化、常用化學用語書寫等為解答的關(guān)鍵，題目難度較大，注意制備原理的理解，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)與綜合運用能力．