Question

4．焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）是常用的食品抗氧化劑之一．某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一焦亞硫酸鈉的制取
采用如圖1裝置（實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣）制取Na₂S₂O₅．裝置 II中有Na₂S₂O₅晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為：
Na₂SO₃+SO₂═Na₂S₂O₅
（1）裝置 I中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）要從裝置 II中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是過濾．
（3）裝置 III用于處理尾氣，可選用的最合理裝置（夾持儀器已略去）為d．（填序號(hào)）．

實(shí)驗(yàn)二焦亞硫酸鈉的性質(zhì)
Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃．
（4）檢驗(yàn)Na₂S₂O₅晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加入適量水溶解，滴加鹽酸，振蕩，再滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成．
實(shí)驗(yàn)三葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測(cè)定
（5）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化劑．測(cè)定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計(jì)算）的方案如下：

（已知：餾分中的二氧化硫在滴入碘水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI）在測(cè)定時(shí)消耗了0.01mol•L^-1的I₂溶液25.00mL，該次實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計(jì)算）為0.16g•L^-1．在上述實(shí)驗(yàn)過程中，若有部分HI被空氣氧化，則測(cè)得結(jié)果偏低（填“偏高”“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）由裝置Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)可知，裝置Ⅰ中產(chǎn)生的氣體為SO₂，亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫與水；
（2）裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，分離固體與液態(tài)，應(yīng)采取過濾操作；
（3）裝置Ⅲ用于處理尾氣，吸收未反應(yīng)的二氧化硫，應(yīng)防止倒吸，且不能處于完全密閉環(huán)境中；
（4）Na₂S₂O₅晶體在空氣中易被氧化為Na₂SO₄，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗(yàn)樣品中是否含有硫酸根即可；
（5）由消耗碘的量，結(jié)合SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI計(jì)算二氧化硫的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算濃度；若有部分HI被空氣氧化，則消耗碘的量偏小，故測(cè)定二氧化硫的量偏小．

解答 解：（1）由裝置Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)可知，裝置Ⅰ中產(chǎn)生的氣體為SO₂，亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫與水，反應(yīng)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，分離固體與液態(tài)，應(yīng)采取過濾進(jìn)行分離，
故答案為：過濾；
（3）a．裝置應(yīng)將導(dǎo)管深入氨水中可以吸收二氧化硫，但為密閉環(huán)境，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大易產(chǎn)生安全事故，故錯(cuò)誤；
b．該裝置吸收二氧化硫能力較差，且為密閉環(huán)境，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大易產(chǎn)生安全事故，故錯(cuò)誤；
c．該裝置不能吸收二氧化硫，所以無法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，故錯(cuò)誤；
d．該裝置中氫氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)，可以吸收，且防止倒吸，故正確；
故答案為：d；
（4）Na₂S₂O₅中S元素的化合價(jià)為+4價(jià)，因此會(huì)被氧化為為+6價(jià)，即晶體在空氣中易被氧化為Na₂SO₄，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗(yàn)樣品中是否含有硫酸根即可，實(shí)驗(yàn)方案為：取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加入適量水溶解，滴加鹽酸，振蕩，再滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，
故答案為：取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加入適量水溶解，滴加鹽酸，振蕩，再滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成；
（5）令100mL葡萄酒中二氧化硫的質(zhì)量為mg，則：
SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI
64g            1mol       
mg         0.025L×0.01mol/L
所以，64g：mg=1mol：0.025L×0.01mol/L，
解得m=0.016
故該次實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計(jì)算）為$\frac{0.016g}{0.1L}$=0.16 g/L，
若有部分HI被空氣氧化，則消耗碘的量偏小，故測(cè)定二氧化硫的量偏小，則測(cè)定結(jié)果偏低，
故答案為：0.16；偏低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)含量的測(cè)定、氧化還原反應(yīng)滴定等，難度中等，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分析解答，注意元素化合物知識(shí)的積累和靈活運(yùn)用．