Question

6．保險(xiǎn)粉（Na₂S₂O₄）有強(qiáng)還原性，在空氣中易被氧化，但在堿性環(huán)境下較穩(wěn)定．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖裝置制取保險(xiǎn)粉（夾持裝置已省略）
將SO₂氣體緩緩?fù)ㄈ脘\粉-水懸浮液中生成ZnS₂O₄：待反應(yīng)完全后，向三頸燒杯中加入18%NaOH的溶液，生成Na₂S₂O₄和Zn（OH）₂
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)前先通一段時(shí)間的N₂，目的是排盡裝置內(nèi)的氧氣
（2）裝置B的作用是觀察SO₂的生成速率，其中的液體可選擇bd（填代號(hào)）
a．蒸餾水b．濃硫酸c．飽和NaHCO₃溶液d．飽和NaHSO₃溶液
（3）裝置D的作用是吸收二氧化硫尾氣、防止污染空氣，同時(shí)防倒吸
（4）在一定溫度下，將足量的SO₂氣體通入甲酸鈉（HCOONa）和NaOH的混合溶液中，也可得到保險(xiǎn)粉，同時(shí)成成CO₂氣體．
①寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式HCOONa+NaOH+2SO₂=Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O
②利用提供的試劑檢驗(yàn)反應(yīng)的混合氣體CO₂則混合氣體依次通過(guò)試劑的順序?yàn)椋夯旌蠚怏w→c品紅溶液→a（填供選試劑的代號(hào)）．判斷混合氣體中含有CO₂的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為品紅溶液不褪色，澄清石灰水變渾
供選試劑：a．澄清石灰水  b．碳酸氫鈉溶液   c．酸性高錳酸鉀溶液   d．氫氧化鈉溶液
（5）驗(yàn)證Na₂S₂O₄具有強(qiáng)還原性，選用的最佳試劑為c（填代號(hào)）
a．鹽酸、Na₂S溶液b．淀粉碘化鉀溶液c．H₂O₂溶液、BaCl₂溶液d．氯水、AlNO₃溶液
（6）保險(xiǎn)粉（Na₂S₂O₄）可以用于除去酸性廢水中的Cr₂O₇^2-，保險(xiǎn)粉被氧化為硫酸鹽Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺．若測(cè)得酸性廢水中Cr₂O₇^2-的物質(zhì)的量濃度為0.01mol•L^-1，則除去100mL酸性廢水中的Cr₂O₇^2-，理論上需要保險(xiǎn)粉的質(zhì)量0.174g．

Answer 1

分析 （1）保險(xiǎn)粉（Na₂S₂O₄）有強(qiáng)還原性，在空氣中易被氧化，所以在制取保險(xiǎn)粉時(shí)，裝置中不能有空氣；
（2）二氧化硫能溶于水，能與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳，不能溶于濃硫酸，在亞硫酸氫鈉溶液中溶解度很小；
（3）未反應(yīng)的二氧化硫會(huì)污染空氣，所以要吸收，同時(shí)二氧化硫能溶于水，會(huì)產(chǎn)生倒吸，據(jù)此答題；
（4）①SO₂與HCOONa、NaOH反應(yīng)，生成Na₂S₂O₄，同時(shí)生成CO₂氣體，根據(jù)元素守恒可寫化學(xué)方程式；
②根據(jù)提供的試劑檢驗(yàn)反應(yīng)的混合氣體CO₂，可以先除去可能有的未反應(yīng)的二氧化硫，再通過(guò)澄清石灰水檢驗(yàn)；
（5）Na₂S₂O₄具有強(qiáng)還原性，可以被氧化劑氧成硫酸根離子，通過(guò)檢驗(yàn)硫酸根離子可判斷其被氧化；
（6）保險(xiǎn)粉（Na₂S₂O₄）可以用于除去酸性廢水中的Cr₂O₇^2-，保險(xiǎn)粉被氧化為硫酸鹽Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，根據(jù)電子得失守恒有關(guān)系式Na₂S₂O₄～Cr₂O₇^2-，根據(jù)Cr₂O₇^2-的物質(zhì)的量計(jì)算保險(xiǎn)粉的質(zhì)量．

解答 解：（1）保險(xiǎn)粉（Na₂S₂O₄）有強(qiáng)還原性，在空氣中易被氧化，所以在制取保險(xiǎn)粉時(shí)，裝置中不能有空氣，所以實(shí)驗(yàn)前先通一段時(shí)間的N₂，目的是排盡裝置內(nèi)的氧氣，
故答案為：排盡裝置內(nèi)的氧氣；
（2）二氧化硫能溶于水，能與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳，不能溶于濃硫酸，在亞硫酸氫鈉溶液中溶解度很小，
故選bd；
（3）未反應(yīng)的二氧化硫會(huì)污染空氣，所以要吸收，同時(shí)二氧化硫能溶于水，會(huì)產(chǎn)生倒吸，所以裝置D的作用是吸收二氧化硫尾氣、防止污染空氣，同時(shí)防倒吸，
故答案為：吸收二氧化硫尾氣、防止污染空氣，同時(shí)防倒吸；
（4）①SO₂與HCOONa、NaOH反應(yīng)，生成Na₂S₂O₄，同時(shí)生成CO₂氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCOONa+NaOH+2SO₂=Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O，
故答案為：HCOONa+NaOH+2SO₂=Na₂S₂O₄+CO₂+H₂O；
②根據(jù)提供的試劑檢驗(yàn)反應(yīng)的混合氣體CO₂，要先除去可能有的未反應(yīng)的二氧化硫，要以通過(guò)高錳酸鉀溶液，再通過(guò)品紅檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，再通過(guò)澄清石灰水檢驗(yàn)，證明有二氧化碳的現(xiàn)象為品紅溶液不褪色，澄清石灰水變渾，
故答案為：c；a；品紅溶液不褪色，澄清石灰水變渾；
（5）Na₂S₂O₄具有強(qiáng)還原性，可以被氧化劑氧成硫酸根離子，通過(guò)檢驗(yàn)硫酸根離子可判斷其被氧化，所以驗(yàn)證Na₂S₂O₄具有強(qiáng)還原性，選用的最佳試劑為H₂O₂溶液、BaCl₂溶液，
故選c；
（6）保險(xiǎn)粉（Na₂S₂O₄）可以用于除去酸性廢水中的Cr₂O₇^2-，保險(xiǎn)粉被氧化為硫酸鹽Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，根據(jù)電子得失守恒有關(guān)系式Na₂S₂O₄～Cr₂O₇^2-，0.01mol•L^-1，100mL酸性廢水中的Cr₂O₇^2-的物質(zhì)的量為0.001mol，所以保險(xiǎn)粉的質(zhì)量為0.001mol×174g/mol=0.174g，
故答案為：0.174．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生從題目中獲取信息的能力以及根據(jù)獲得的信息結(jié)合所學(xué)化學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，題目中用到的化學(xué)知識(shí)有根據(jù)電子得失守恒和質(zhì)量守恒定律進(jìn)行相關(guān)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)基本操作分析等知識(shí)，綜合性強(qiáng)，但難度中等．