Question

5．焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）是常用的食品抗氧化劑之一．
實(shí)驗(yàn)一　焦亞硫酸鈉的制取
采用如圖1裝置（實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣）制取Na₂S₂O₅．裝置C中有Na₂S₂O₅晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為Na₂SO₃+SO₂═Na₂S₂O₅

（1）儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液柱，若放置過(guò)程中液柱高度差保持不變，則整個(gè)裝置氣密性良好，裝置D的作用是安全瓶防止倒吸．裝置E中為NaOH溶液
（2）要從裝置C中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是過(guò)濾
實(shí)驗(yàn)二 焦亞硫酸鈉的性質(zhì)
（3）證明NaHSO₃溶液中HSO₃^-的電離程度大于水解程度，開(kāi)采用的實(shí)驗(yàn)方法是ae（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)
（4）檢驗(yàn)Na₂S₂O₅晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是取少量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
實(shí)驗(yàn)三 焦亞硫酸鈉純度的測(cè)定
（5）新制的焦亞硫酸鈉中�；靵喠蛩徕c，為測(cè)請(qǐng)純度稱(chēng)取2.152g樣品取適量水充分反應(yīng)后制成1L溶液，取100.00mL進(jìn)行如下操作：

（已知：滴定時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+I₂+2H₂0=H₂SO₄+2HI）
①按上述方案實(shí)驗(yàn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)I₂溶液22.00mL，則焦亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.29%
②在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若標(biāo)準(zhǔn)I₂溶液中有一部分I₂揮發(fā)，則測(cè)得結(jié)果偏高（填“偏高”、“偏低”或“不變”）

Answer 1

分析 由裝置C中發(fā)生的反應(yīng)可知，裝置A中產(chǎn)生的氣體為SO₂，E裝置為吸收未反應(yīng)的二氧化硫，防止污染空氣，可以用NaOH溶液吸收，D裝置中進(jìn)氣管短，目的是防止倒吸，B裝置可以根據(jù)氣泡控制二氧化硫的流速，反應(yīng)完畢可以起儲(chǔ)存二氧化硫作用．
（1）分液漏斗內(nèi)外液面高度差保持不變，說(shuō)明氣密性良好；由上述分析可知，D裝置防止倒吸，E裝置為吸收未反應(yīng)的二氧化硫；
（2）從裝置C中獲得已析出的晶體，分離固體與液體，應(yīng)采取過(guò)濾操作；
（3）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；
（4）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；
（5）①由SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI，可知100mL樣品溶液反應(yīng)得到n（SO₂）=n（I₂），進(jìn)而計(jì)算1L樣品溶液得到n′（SO₂），設(shè)Na₂SO₃、Na₂S₂O₅的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，Na₂S₂O₅相當(dāng)于Na₂SO₃、SO₂，根據(jù)生成二氧化硫可、二者總質(zhì)量列方程計(jì)算解答；
②若標(biāo)準(zhǔn)I₂溶液中有一部分I₂揮發(fā)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大，故測(cè)定二氧化硫的量偏大，結(jié)合①的方程式判斷．

解答 解：由裝置C中發(fā)生的反應(yīng)可知，裝置A中產(chǎn)生的氣體為SO₂，E裝置為吸收未反應(yīng)的二氧化硫，防止污染空氣，可以用NaOH溶液吸收，D裝置中進(jìn)氣管短，目的是防止倒吸，B裝置可以根據(jù)氣泡控制二氧化硫的流速，反應(yīng)完畢可以起儲(chǔ)存二氧化硫作用．
（1）放置過(guò)程中液柱高度差保持不變，說(shuō)明氣密性良好；
由上述分析可知，D裝置為安全瓶、防止倒吸，E裝置為吸收未反應(yīng)的二氧化硫，可以用NaOH溶液吸收，
故答案為：放置過(guò)程中液柱高度差保持不變；安全瓶防止倒吸；NaOH；
（2）從裝置C中獲得已析出的晶體，分離固體與液體，應(yīng)采取過(guò)濾操作，
故答案為：過(guò)濾；
（3）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；
故答案為：ae；
（4）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，
故答案為：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；
（4）由SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI，可知100mL樣品溶液反應(yīng)得到n（SO₂）=n（I₂）=0.022L×0.1mol/L=0.0022mol，故1L樣品溶液得到n′（SO₂）=0.0022mol×$\frac{1L}{0.1L}$=0.022mol，
設(shè)Na₂SO₃、Na₂S₂O₅的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，Na₂S₂O₅相當(dāng)于Na₂SO₃、SO₂，
根據(jù)生成二氧化硫可知：x+2y=0.022
根據(jù)質(zhì)量可得：126x+190y=2.152
解得x=0.002，y=0.01
故樣品中焦亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.01mol×190g/mol}{2.152g}$×100%=88.29%，
故答案為：88.29%；
②若標(biāo)準(zhǔn)I₂溶液中有一部分I₂揮發(fā)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大，故測(cè)定二氧化硫的量偏大，計(jì)算可得Na₂S₂O₅的質(zhì)量偏大，故Na₂S₂O₅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，
故答案為：偏高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)、對(duì)裝置的分析評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)含量的測(cè)定、氧化還原反應(yīng)滴定等，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，（4）中計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，根據(jù)題目中的反應(yīng)判斷焦亞硫酸鈉與鹽酸的反應(yīng)，難度中等．