Question

焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）常用作食品漂白劑．其制備工藝流程如下：

已知：反應(yīng)Ⅱ包含2NaHSO₃ 

加熱  .

Na₂S₂O₅+H₂O等多步反應(yīng)．
（1）反應(yīng)I的化學(xué)方程式為

 

，反應(yīng)Ⅰ所得副產(chǎn)物的用途是

 

（填一項(xiàng)即可）．
（2）硫磺燃燒前先加熱成液態(tài)并通過(guò)噴嘴噴入焚硫爐中，目的是

 

，在上述工藝流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

（3）反應(yīng)Ⅱ中需控制參加反應(yīng)的氣體與固體的物質(zhì)的量之比接近

 

，若氣體量不足，則會(huì)導(dǎo)致

 

．
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)放出SO₂，其離子方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：由制備流程可知，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）工藝流程可知，反應(yīng)Ⅰ為生成NaHCO₃，氯化鈉溶液通入氨氣、二氧化碳生成碳酸氫鈉與氯化銨，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；
（2）硫磺燃燒前先加熱成液態(tài)并通過(guò)噴嘴噴入焚硫爐中，增大硫與空氣的接觸面積，使硫磺充分燃燒，加快反應(yīng)速率；
反應(yīng)需要的物質(zhì)，在其它的反應(yīng)中又生成該物質(zhì)，該物質(zhì)可以循環(huán)利用，結(jié)合方式的反應(yīng)判斷；
（3）反應(yīng)Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃+CO₂↑，2NaHSO₃

加熱  .

Na₂S₂O₅+H₂O，根據(jù)碳酸鈉與二氧化硫能完全反應(yīng)判斷，二者物質(zhì)的量關(guān)系；
若SO₂不足Na₂S₂O₅產(chǎn)品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質(zhì)含量增加；
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)生成SO₂，反應(yīng)中S元素的化合價(jià)未發(fā)生變化，同時(shí)生成硫酸鈉與水．

解答： 解：由制備流程可知反應(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）工藝流程可知，反應(yīng)Ⅰ為生成NaHCO₃，氯化鈉溶液通入氨氣、二氧化碳生成碳酸氫鈉與氯化銨，反應(yīng)方程式為CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；副產(chǎn)物氯化銨可用于作氮肥，
故答案為：CO₂+NH₃+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；氮肥；
（2）硫磺燃燒前先加熱成液態(tài)并通過(guò)噴嘴噴入焚硫爐中，增大硫與空氣的接觸面積，使硫磺充分燃燒，加快反應(yīng)速率；
由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，反應(yīng)中需要CO₂、H₂O，其它反應(yīng)又生成的CO₂、H₂O，故CO₂、H₂O可以重復(fù)利用；
故答案為：增大硫與空氣的接觸面積，使硫磺充分燃燒，加快反應(yīng)速率；CO₂、H₂O；
（3）反應(yīng)Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)Na₂CO₃+H₂O+2SO₂=2NaHSO₃+CO₂↑，2NaHSO₃

加熱  .

Na₂S₂O₅+H₂O，故SO₂與Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比接近2：1恰好完全反應(yīng)，若SO₂不足Na₂S₂O₅產(chǎn)品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質(zhì)含量增加，Na₂S₂O₅產(chǎn)率降低；
故答案為：2：1；Na₂S₂O₅產(chǎn)品中Na₂SO₃、Na₂CO₃等雜質(zhì)含量增加，Na₂S₂O₅產(chǎn)率降低；
（4）Na₂S₂O₅與稀硫酸反應(yīng)生成SO₂，反應(yīng)中S元素的化合價(jià)未發(fā)生變化，同時(shí)生成硫酸鈉與水，反應(yīng)離子方程式為S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O，
故答案為：S₂O₅^2-+2H⁺=2SO₂↑+H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查焦亞硫酸鈉的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握工藝流程原理的理解、對(duì)操作與反應(yīng)條件可知的理解，侯德榜制堿法、S與C等元素化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化、常用化學(xué)用語(yǔ)書(shū)寫(xiě)等為解答的關(guān)鍵，題目難度較大，注意制備原理的理解，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用能力．