Question

16．保險(xiǎn)粉（Na₂S₂O₄）有極強(qiáng)的還原性，遇熱水或潮濕空氣會(huì)分解發(fā)熱，但在堿性環(huán)境下較穩(wěn)定．回答下列問題：
（1）二氧化硫的制備

①二氧化硫的發(fā)生裝置可以選擇圖中的A（填大寫字母），反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
②欲收集一瓶干燥的二氧化硫，選擇圖中的裝置，其接口的連接順序?yàn)榘l(fā)生裝置→g→h→e→f→i（e）．（按氣流方向，用小寫字母表示）
（2）保險(xiǎn)粉的制備
在35-45℃下，將SO₂氣體通入鋅粉一水懸浮液中（如圖），使之發(fā)生反應(yīng)生成ZnS₂O₄；待反應(yīng)完全后，移走恒溫水浴裝置并冷卻至室溫，向三頸燒瓶中加人18%的NaOH溶液，使之發(fā)生反應(yīng)生成Na₂S₂O₄和Zn（OH）₂；經(jīng)一系列操作后得到無水Na₂S₂O₄樣品．
①實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉止水夾K₃、打開K₁和K₂，通入一段時(shí)間SO₂，其原因是排除裝置中的氧氣．
②通過觀察三頸燒瓶（或裝置G）中通入二氧化硫?qū)Ч苤械臍馀輸?shù)，調(diào)節(jié)止水夾K₁來控制SO₂的流速．
③由ZnS₂O₄生成Na₂S₂O₄的化學(xué)方程式為ZnS₂O₄+2NaOH=Na₂S₂O₄+Zn（OH）₂↓．
（3）稱取2.0gNa₂S₂O₄樣品溶于冷水中，配成100mL吐溶液，取出10mL該溶液于試管中，用0.10mol/L的KMnO₄溶液滴定（滴定至終點(diǎn)時(shí)產(chǎn)物為Na₂SO₄和MnSO₄），重復(fù)上述操作2次，平均消耗溶液12.00mL．則該樣品中Na₂S₂O₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87%（雜質(zhì)不參與反應(yīng)）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)室用亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)制備二氧化硫，選擇A裝置，用濃硫酸干燥二氧化硫，為干燥充分，導(dǎo)氣管長(zhǎng)進(jìn)短出，則a連接g連接h，二氧化硫的密度比空氣大，故導(dǎo)氣管深入集氣瓶底部，再連接e連接f，二氧化硫不能排放至空氣中，用堿性試劑吸收；
（2）①裝置中有氧氣會(huì)干擾后面的實(shí)驗(yàn)；
②通過觀察三頸燒瓶（或裝置G）中通入二氧化硫?qū)Ч苤械臍馀輸?shù)控制硫酸的滴入速度，調(diào)節(jié)止水夾K₁來控制SO₂的流速；
③合成保險(xiǎn)粉的反應(yīng)物為ZnS₂O₄和NaOH，結(jié)合質(zhì)量守恒書寫方程式；
（3）根據(jù)5S₂O₄^2-～6MnO₄^-，計(jì)算樣品中Na₂S₂O₄的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算樣品中Na₂S₂O₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）①實(shí)驗(yàn)室用亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)制備二氧化硫，選擇A裝置，化學(xué)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
故答案為：A；Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
②A裝置制備二氧化硫，用濃硫酸干燥二氧化硫，為干燥充分，導(dǎo)氣管長(zhǎng)進(jìn)短出，則a連接g連接h，二氧化硫的密度比空氣大，故導(dǎo)氣管深入集氣瓶底部，再連接e連接f，二氧化硫不能排放至空氣中，用堿性試劑吸收；
故答案為：g，h，e，f，i（e）；
（2）①裝置中有氧氣會(huì)氧化鋅，所以原因?yàn)椋号懦�裝置中的氧氣；
故答案為：排除裝置中的氧氣；
②通過觀察三頸燒瓶（或裝置G）中通入二氧化硫?qū)Ч苤械臍馀輸?shù)控制硫酸的滴入速度，調(diào)節(jié)止水夾K₁來控制SO₂的流速；
故答案為：三頸燒瓶（或裝置G）中通入二氧化硫?qū)Ч苤械臍馀輸?shù)；
③合成保險(xiǎn)粉的反應(yīng)物為ZnS₂O₄和NaOH，生成Na₂S₂O₄和Zn（OH）₂，反應(yīng)的方程式為ZnS₂O₄+2NaOH=Na₂S₂O₄+Zn（OH）₂↓；
故答案為：ZnS₂O₄+2NaOH=Na₂S₂O₄+Zn（OH）₂↓；
（3）Na₂S₂O₄與KMnO₄反應(yīng)產(chǎn)物為Na₂SO₄和MnSO₄，則硫元素共升高6價(jià)，錳元素共降低5價(jià)，化合價(jià)升降應(yīng)相同，故關(guān)系為5S₂O₄^2-～6MnO₄^-，
                               5           6 
                               n           12×10-3L×0.1mol/L
則2 g樣品中Na₂S₂O₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=$\frac{5×12×1{0}^{-3}×0.1÷6×174×10}{2}×100%$=87%；
故答案為：87%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用、根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募拔镔|(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行排列順序、實(shí)驗(yàn)基本操作能力及計(jì)算，綜合性較強(qiáng)，注意把握物質(zhì)性質(zhì)以及對(duì)題目信息的獲取于使用，難度中等．