Question

2．焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）是常用的食品抗氧化剂之一．某研究小组进行如下实验：

实验一、焦亚硫酸钠的制取
采用如图1装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na₂S₂O₅．装置II中有Na₂S₂O₅晶体析出，发生的反应为：Na₂SO₃+SO₂=Na₂S₂O₅
（1）装置I滴加浓硫酸的玻璃仪器名称：分液漏斗；发生反应的玻璃仪器名称是圆底烧瓶；其中产生气体的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO_4（浓）=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑．
（2）装置III用于处理尾气，可选用的最合理装置如图2（夹持仪器已略去）为d（填序号）．
实验二、焦亚硫酸钠的性质
已知Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃；
（3）NaHSO₃溶液中HSO₃^-的电离程度大于次氯酸，请写出两者混合时的离子方程式：HSO₃^-+HClO=SO₄^2-+Cl^-+2 H⁺；
（4）检验Na₂S₂O₅晶体在空气中已被氧化的实验方案是取少量焦亚硫酸钠晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成．
实验三、葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
（5）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化剂．测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）的方案如下：

（已知：滴定时反应的化学方程式为SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI）
①按上述方案实验，滴定终点的现象是：当滴入最后一滴标准液时，溶液显蓝色，且半分钟不退色；消耗标准I₂溶液100.00mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）为0.64g/L．
②上述实验中，若有部分HI被空气氧化，则测定结果偏低（填“偏高”“偏低”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）a仪器的名称为分液漏斗；发生反应的玻璃仪器名称为圆底烧瓶；装置I中浓硫酸与亚硫酸钠反应产生二氧化硫气体，同时生成硫酸钠和水；
（2）处理过量的SO₂尾气，既要吸收SO₂尾气，同时能防倒吸；
（3）次氯酸具有强氧化性，能氧化亚硫酸氢根离子为硫酸；
（4）Na₂S₂O₅晶体在空气中易被氧化为Na₂SO₄，用盐酸、氯化钡溶液检验样品中是否含有硫酸根即可；
（5）①碘单质滴定，滴定时反应的化学方程式为SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，所以滴定终点为溶液变化为蓝色且半分钟不褪色，
令100mL葡萄酒中二氧化硫的质量为mg，则：
SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI
64g     1mol
mg    0.1L×0.01mol/L
所以，64g：mg=1mol：0.1L×0.01mol/L，
解得m=6.4g
计算得到该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）；
②若有部分HI被空气氧化，则消耗碘的量偏小，故测定二氧化硫的量偏小．

解答 解：（1）a仪器的名称为分液漏斗，发生反应的玻璃仪器名称为圆底烧瓶；装置I中浓硫酸与亚硫酸钠反应产生二氧化硫气体，同时生成硫酸钠和水，化学方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案为：分液漏斗；圆底烧瓶；Na₂SO₃+H₂SO_4（浓）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）处理过量的SO₂尾气，a项装置瓶口封闭，错误；b项食盐水不能将大量的SO2尾气吸收，错误；c项漏斗口没入了液体中，错误，d项氢氧化钠溶液可吸收SO₂尾气，同时能防倒吸，正确；
故答案为：d；
（3）次氯酸具有强氧化性，能氧化亚硫酸氢根离子为硫酸，反应的离子方程式HSO₃^-+HClO=SO₄^2-+Cl^-+2 H⁺，
故答案为：HSO₃^-+HClO=SO₄^2-+Cl^-+2 H⁺；
（4）Na₂S₂O₅中S元素的化合价为+4价，因此会被氧化为为+6价，即晶体在空气中易被氧化为Na₂SO₄，用盐酸、氯化钡溶液检验样品中是否含有硫酸根即可，实验方案为：取少量Na₂S₂O₅晶体于试管中，加入适量水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成，
故答案为：取少量焦亚硫酸钠晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成；
（5）①碘单质滴定，滴定时反应的化学方程式为SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI，所以滴定终点为溶液变化为蓝色且半分钟不褪色，
令100mL葡萄酒中二氧化硫的质量为mg，则：
SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI
64g 1mol
mg 0.1L×0.01mol/L
所以，64g：mg=1mol：0.1L×0.01mol/L，
解得m=6.4g
故该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）为$\frac{6.4g}{0.1L}$=0.64 g/L
故答案为：当滴入最后一滴标准液时，溶液显蓝色，且半分钟不退色；0.64；
②若有部分HI被空气氧化，则消耗碘的量偏小，故测定二氧化硫的量偏小，则测定结果偏低，故答案为：偏低．

点评 本题考查SO₂的制取，Na₂S₂O₅含量的测定，实验操作等基础知识，难度中等，掌握实验原理是解题的关键．