Question

10．焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）常用作食品漂白劑．其制備工藝流程如圖：

已知：反應(yīng)II包含2NaHSO₃═Na₂S₂O₅+H₂O等多步反應(yīng)．
（1）反應(yīng)I的總化學(xué)方程式為NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，反應(yīng)I進(jìn)行時(shí)應(yīng)先通入的氣體是NH₃，反應(yīng)I產(chǎn)生的NH₄Cl可用作氮肥．
（2）灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，若灼燒時(shí)生  成SO₂1.12×l0⁶ L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則轉(zhuǎn)移電子3×l0⁵mol．
（3）己知Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)放出SO₂，其離子方程式為S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O；
（4）副產(chǎn)品X的化學(xué)式是CuSO₄•5H₂O，在上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是CO₂；
（5）為了減少產(chǎn)品Na₂S₂O₅中雜質(zhì)含量，需控制反應(yīng)II中氣體與固體的物質(zhì)的量之比約為2：1，檢驗(yàn)產(chǎn)品中含有碳酸鈉雜質(zhì)所需試劑①④⑤（填編號(hào)）．
①澄清石灰水    ②飽和碳酸氫鈉溶液    ③氫氧化鈉   ④酸性高錳酸鉀    ⑤稀硫酸．

Answer 1

分析 反應(yīng)Ⅰ為生成NaHCO₃，加熱生成Na₂CO₃，在反應(yīng)Ⅱ中二氧化硫與碳酸鈉反應(yīng)生成NaHSO₃與二氧化碳，加熱NaHSO₃生成Na₂S₂O₅，
（1）根據(jù)流程確定反應(yīng)物為NaCl、NH₃、CO₂，產(chǎn)物為NH₄Cl和碳酸氫鈉；反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行時(shí)應(yīng)先通入氨氣，增大HCO₃^-的濃度，便于NaHCO₃析出；氯化銨常用作氮肥；
（2）CuS與氧氣反應(yīng)生成黑色氧化銅和二氧化硫氣體，根據(jù)化學(xué)方程式可計(jì)算出轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（3）Na₂S₂O₅中硫元素的化合價(jià)為+4價(jià)，生成二氧化硫化合價(jià)沒變；
（4）氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，結(jié)晶得出硫酸銅晶體；根據(jù)流程圖可知，可循環(huán)使用的物質(zhì)是二氧化碳；
（5）反應(yīng)Ⅱ中反應(yīng)應(yīng)是二氧化硫與碳酸鈉反應(yīng)生成NaHSO₃，NaHSO₃再生成Na₂S₂O₅，反應(yīng)方程式為Na₂CO₃+2 SO₂+H₂O=2NaHSO₃+CO₂，為了控制雜質(zhì)，二氧化硫與碳酸氫鈉應(yīng)按反應(yīng)方程式中比例關(guān)系反應(yīng)；檢驗(yàn)產(chǎn)品中含有碳酸鈉雜質(zhì)，需加酸反應(yīng)檢驗(yàn)二氧化碳生成，即用的澄清石灰水，但加酸會(huì)生成二氧化硫，二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故應(yīng)先除去，用酸性高錳酸鉀溶液根據(jù)顏色不褪色確定二氧化硫除凈，據(jù)此答題．

解答 解：（1）流程確定反應(yīng)物為NaCl、NH₃、CO₂，產(chǎn)物為NH₄Cl和碳酸氫鈉，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行時(shí)應(yīng)先通入氨氣，增大HCO₃^-的濃度，便于NaHCO₃析出，氯化銨常用作氮肥，
故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；NH₃；氮肥；
（2）硫化銅灼燒一定生成氧化銅和二氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+2SO₂，在該反應(yīng)中每產(chǎn)生2mol二氧化硫則轉(zhuǎn)移12mol電子，所以生成SO₂1.12×l0⁶ L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）即5×l0⁴ mol，則轉(zhuǎn)移電子3×l0⁵ mol
故答案為：2CuS+3O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+2SO₂；3×l0⁵；
（3）根椐提示可知生成二氧化硫和水，Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)放出SO₂和水，反應(yīng)的離子方程式為S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O，
故答案為：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O；
（4）上述分析可知，氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，得出硫酸銅晶體，副產(chǎn)品X的化學(xué)式是CuSO₄•5H₂O，根據(jù)流程圖可知，可循環(huán)使用的物質(zhì)是CO₂，
故答案為：CuSO₄•5H₂O；CO₂；
（5）從生產(chǎn)過程可以看出是硫酸銅晶體；從圖示中可以看出二氧化碳和水可以再次利用，反應(yīng)Ⅱ中氣體與固體分別是二氧化硫和碳酸鈉，這兩種物質(zhì)反應(yīng)必須生成亞硫酸氫鈉：反應(yīng)Ⅱ中反應(yīng)應(yīng)是二氧化硫與碳酸鈉反應(yīng)生成NaHSO₃，NaHSO₃再生成Na₂S₂O₅，反應(yīng)方程式為Na₂CO₃+2SO₂+H₂O=2NaHSO₃+CO₂，因此氣體與固體的物質(zhì)的量之比為：2：1，檢驗(yàn)產(chǎn)品中含有碳酸鈉雜質(zhì)，需加酸反應(yīng)檢驗(yàn)二氧化碳生成，即用的澄清石灰水，但加酸會(huì)生成二氧化硫，二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故應(yīng)先除去，用酸性高錳酸鉀溶液根據(jù)顏色不褪色確定二氧化硫除凈，故選①④⑤，
故答案為：2：1；①④⑤．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)置制備的實(shí)驗(yàn)方案分析，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，離子方程式書寫方法，注意試劑的選擇和實(shí)驗(yàn)操作的目的，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．