Question

【題目】保險粉又稱連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)，可用于紡織工業的漂白劑、脫色劑，脫氯劑。Na2S2O4是白色粉末，無味，易溶于水、難溶于乙醇，具有極強的還原性，在空氣中易被氧化，在堿性介質中穩定。

Ⅰ.甲酸鈉(HCOONa)法制備過程如下：

（1）連二亞硫酸鈉中硫元素的化合價為______________。

（2）實驗室用Na2SO3 固體和某酸反應制備SO2氣體，制備SO2時所選用的酸，你認為下列最適宜選用的是______________。

A.濃鹽酸 B.濃硝酸

C.質量分數為70%的硫酸 D.質量分數為10%的硫酸

（3）步驟①中制備連二亞硫酸鈉的化學方程式可表示為____________________________。

（4）上述步驟②中，加入適量乙醇水溶液的作用是______________。

（5）在包裝保存“保險粉”時加入少量的Na2CO3固體，目的是_________________________。

（6）①現將0.05mol/L Na2S2O4溶液在空氣中放置，其溶液的pH 與時間(t)的關系如圖所示。

t1時溶液中只有NaHSO3一種溶質，此時含硫元素的粒子濃度由大到小的順序為_______________。

②t1~t2段發生化學反應的離子方程式為______________________________。

Ⅱ.電解法制備:工業上用惰性電極電解NaHSO3溶液得到Na2S2O4。過程如圖所示

（7）①產品在_________________（填“陽極”、“陰極”）得到。

②若不加隔膜，則連二亞硫酸鈉產率降低，其原因是__________________________________。

Answer 1

【答案】 +3 C NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O 連二亞硫酸鈉難溶于乙醇，用乙醇水溶液可降低連二亞硫酸鈉的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶體析出 Na2CO3為堿性物質， 提高“保險粉”的穩定性 c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H2SO3) 2HSO3-+O2=2H++2SO42- 陰極 若不加隔膜，則部分HSO3-到陽極失電子發生氧化反應生成硫酸根離子， 得不到連二亞硫酸鈉，使連二亞硫酸鈉產率下降或部分HSO3-被陽極產生的 Cl2氧化生成SO42-，使連二亞硫酸鈉產率下降

【解析】Ⅰ.(1)連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)中鈉元素為+1價，氧元素為-2價，根據正負化合價的代數和為0 ，硫元素的化合價為+3價，故答案為：+3；

(2)二氧化硫具有還原性，能被硝酸氧化，鹽酸中的氯化氫易揮發，制得的二氧化硫不純，70%的H2SO4產生二氧化硫的速率較快，故選C；

(3)SO2氣體通入甲酸鈉的堿性溶液可以生成Na2S2O4和二氧化碳，反應的化學方程式為NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O，故答案為：NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O；

(4)根據題意，Na2S2O4易溶于水、難溶于乙醇。加入適量乙醇水溶液可以降低連二亞硫酸鈉的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶體析出，故答案為：連二亞硫酸鈉難溶于乙醇，用乙醇水溶液可降低連二亞硫酸鈉的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶體析出；

(5)由信息可知在堿性介質中穩定，則在包裝保存“保險粉”時加入少量的Na2CO3固體，目的是Na2CO3為堿性物質，提高“保險粉”的穩定性，故答案為：Na2CO3為堿性物質，提高“保險粉”的穩定性；

(6)①NaHSO3的電離程度大于水解程度，溶液顯酸性，含硫元素的粒子濃度由大到小的順序為c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H2SO3)，故答案為：c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H2SO3)；

②Na2S2O4溶液在空氣中易被氧化生成亞硫酸氫鈉，則0～t1段發生離子反應方程式為2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-，t1點是為0.1mol/L的NaHSO3，根據圖像t2時pH=1，說明NaHSO3完全被氧化生成硫酸氫鈉，t1~t2段發生化學反應的離子方程式為2HSO3-+O2=2H++2SO42-，故答案為：2HSO3-+O2=2H++2SO42-；

Ⅱ.(7)①用惰性電極電解NaHSO3溶液得到Na2S2O4，反應過程中S元素的化合降低，被還原，應該在陰極上反應得到Na2S2O4，故答案為：陰極；

②若不加隔膜，則部分HSO3-到陽極失電子發生氧化反應，也可能被陽極產生的氯氣氧化，結果都會生成硫酸根離子，得不到連二亞硫酸鈉，使連二亞硫酸鈉產率下降，故答案為：若不加隔膜，則部分HSO3-到陽極失電子發生氧化反應生成硫酸根離子，得不到連二亞硫酸鈉，使連二亞硫酸鈉產率下降。