Question

7．硫有多种含氧酸，亚硫酸（H₂SO₃）、硫酸（H₂SO₄）、焦硫酸（H₂SO₄•SO₃）、硫代硫酸（H₂S₂O₃）等等，在工业上有广泛的应用．它们对应的钠盐同样也是重要的化工产品．
（一）．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可用做分析试剂及鞣革的还原剂，它受热、遇酸易分解．工业上常利用含硫废水生产Na₂S₂O₃•5H₂O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）=Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）   （Ⅰ）
2H₂S（aq）+SO₂（g）=3S（s）+2H₂O（l）               （Ⅱ）
S（s）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）                 （Ⅲ）
（1）烧瓶A中发生反应的离子方程式为：SO₃^2-+H₂SO₄=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O．装置D的作用是防止倒吸．
（2）装置B的作用之一是观察SO₂的生成速率，其中的液体最好选择c．
a．蒸馏水  b．饱和Na₂SO₃溶液c．饱和NaHSO₃溶液 d．饱和NaHCO₃溶液
（3）反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有ad．
a．烧杯    b．蒸发皿      c．试管      d．锥形瓶
（4）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入SO₂不能过量，原因是若二氧化硫过量会使溶液呈酸性，使硫代硫酸钠发生分解．
（二）焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）是常用的食品抗氧化剂之一．Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃．
（5）证明NaHSO₃溶液中HSO₃^-的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是ae（填序号）．
a．测定溶液的pH b．加入Ba（OH）₂溶液 c．加入盐酸d．加入品红溶液      e．用蓝色石蕊试纸检测
（6）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：
葡萄酒样品100.00mL$→_{蒸馏}^{盐酸}$馏分溶液出现蓝色且30s内不褪色
方程式为SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI）按上述方案实验，消耗标准I₂溶液25.00mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO₂计算）为0.16g•L^-1． 上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测得结果偏低（填“偏高”“偏低”或“不变”）．其原因是4HI+O₂=2I₂+2H₂O（用化学方程式表示）

Answer 1

分析 （一）（1）烧瓶A中亚硫酸钠与硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水；D可防止液体倒吸；
（2）观察SO₂的生成速率，则溶液不能与SO₂反应；
（3）烧杯、锥形瓶需要加热时必须使用石棉网，蒸发皿、试管可直接加热；
（4）由题目信息可知，硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）遇酸易分解，而二氧化硫过量会使溶液呈酸性；
（二）（5）NaHSO₃溶液中HSO₃^-的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，故检验溶液呈酸性即可；
（6）由消耗碘的量，结合SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI计算二氧化硫的质量，进而计算浓度；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）烧瓶A中亚硫酸钠与硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水，其反应的离子方程式为：SO₃^2-+H₂SO₄=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O；D中左侧为短导管可防止液体倒吸；
故答案为：SO₃^2-+H₂SO₄=SO₄^2-+SO₂↑+H₂O；防止倒吸；
（2）观察SO₂的生成速率，是通过观察溶液中产生气泡的快慢来判断，所以溶液不能与SO₂反应，选项中只有饱和NaHSO₃溶液与二氧化硫不反应，
故答案为：c；
（3）体积较大的玻璃仪器在加热时，仪器下面要放石棉网，防止仪器受热不均而炸裂，其中烧杯、锥形瓶加热时必须使用石棉网，
故答案为：ad；
（4）由题目信息可知，硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）遇酸易分解，若二氧化硫过量会使溶液呈酸性，故实验中通入的SO₂不能过量，防止硫代硫酸钠分解，
故答案为：若二氧化硫过量会使溶液呈酸性，使硫代硫酸钠发生分解；
（二）（5）NaHSO₃溶液中HSO₃^-的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，测定溶液的pH，可以确定溶液酸碱性，酸性溶液可以使湿润蓝色石蕊试纸变红，所以能用测定溶液pH值、湿润的蓝色石蕊试液检验，而加入Ba（OH）₂溶液、HCl溶液、品红溶液都不能说明溶液呈酸性，故选ae；
故答案为：ae；
（6）令100mL葡萄酒中二氧化硫的质量为mg，则：
SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI
64g     1mol
mg     0.025L×0.01mol/L
所以$\frac{64g}{mg}$=$\frac{1mol}{0.025L×0.01mol/L}$，
解得m=0.016，
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$\frac{0.016g}{0.1L}$=0.16 g/L；
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；HI与氧气反应的化学方程式为：4HI+O₂=2I₂+2H₂O；
故答案为：0.16；偏低；4HI+O₂=2I₂+2H₂O．

点评 本题考查物质的制备实验、实验方案设计、物质含量的测定、氧化还原反应滴定等，难度中等，明确实验原理是解本题关键，根据物质的性质分析解答，注意元素化合物知识的积累和灵活运用．