Question

（15分）亞硫酸鹽是一種常見食品添加劑。為檢驗某食品中亞硫酸鹽含量（通常1kg樣品中含SO₂的質量計），某研究小組設計了如下兩種實驗流程：

（1）氣體A的主要成分是        ，為防止煮沸時發生暴沸，必須先向燒瓶中加入   
              ；通入N₂的目的是                                           。
（2）寫出甲方案第①步反應的離子方程式：                          。
（3）甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH標準溶液潤洗，其操作方法是           
                                                                       。
（4）若用鹽酸代替稀硫酸處理樣品，則按乙方案實驗測定的結果            （填“偏高”、“偏低”或“無影響”）
（5）若取樣品wg，按乙方案測得消耗0.01000mol·L^—1I₂溶液VmL，則1kg樣品中含SO₂的質量是              g（用含w、V的代數式表示）。

Answer 1

⑴SO₂、N₂碎瓷片（或沸石） 將生成的SO₂全部趕出  
⑵SO₂＋H₂O₂=2H^＋＋SO2－4 ⑶向滴定管注入少量NaOH標準液，傾斜轉動滴定管潤洗整個滴定管內壁，然后將潤洗液從下端尖嘴處放出，重復操作2～3次   ⑷無影響   ⑸0.64V/w

⑴亞硫酸鹽與稀硫酸反應生成氣體SO₂，因此A氣體的成分為生成的SO₂及通入的N₂（其目的是將生成的SO₂全部趕出，保證被吸收液全部吸收，減小誤差，也可通入稀有氣體），為防止液體加熱時暴沸，一般可加入碎瓷片。
⑵SO₂具有還原性，可被氧化劑H₂O₂所氧化而吸收，反應的離子方程式為SO₂＋H₂O₂===2H^＋＋SO2－4。
⑶甲方案的原理是根據消耗的氫氧化鈉的量求硫酸的量，進而求SO₂的量。乙方案的原理是根據溶液B中的SO₃^2－被I₂氧化，由I₂的量求SO₃^2－的量，進而求SO₂的量。用標準液潤洗滴定管的目的是減小誤差，否則會使所裝溶液濃度減小，造成滴定結果偏大。標準液潤洗滴定管的方法是：滴定管用蒸餾水洗滌干凈后，加入少量NaOH標準液，將滴定管傾斜放在兩手掌上，輕輕轉動，潤洗整個滴定管內壁，然后將潤洗液從下端尖嘴處放出，不可從上口倒出，重復操作2～3次。
⑷乙方案的原理是根據溶液B中的SO₃^2－被I₂氧化，由I₂的量求SO₃^2－的量，進而求SO₂的量。用鹽酸代替硫酸，生成的SO₂氣體中混有少量HCl，因SO₂用堿液吸收后需再用鹽酸調節溶液至弱酸性，且SO₂的量不會因混入HCl而變化，因此消耗的I₂不變，即對實驗結果無影響。
⑸反應為H₂O＋SO2－3＋I₂===SO2－4＋2I^－＋2H^＋，
SO₂~ SO2－3~  I₂
64          1mol
m 0.010 00 mol·L－1    ×V×10^-3 L＝V×10^-5 mol
m=64×V×10^-5 g,則1 kg樣品中含SO₂的質量為：64×V×10^-5 g×1000/w=0.64V/w
考點定位：本題屬工業流程題。以食品中的亞硫酸鹽含量的測定為問題情境，通過簡明的實驗流程圖，將實驗基本操作、儀器的使用、化學計算、化學方程式的書寫等內容綜合在一起，考查考生對化學實驗方案的分析和問題解決的能力。