Question

16．焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）是常用的食品抗氧化劑之一，為白色或黃色結(jié)晶粉末或小結(jié)晶，帶有強烈的SO₂氣味，溶于水即生成NaHSO₃．實驗室可利用二氧化硫與亞硫酸鈉反應制備焦亞硫酸鈉．
某研究小組進行如下實驗：
實驗一：焦亞硫酸鈉的制取
采用如圖裝置（實驗前已除盡裝置內(nèi)的空氣）制取Na₂S₂O₅．裝置II中有黃色晶體析出．

（1）裝置 I中產(chǎn)生氣體的化學方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O或Na₂SO₃+2H₂SO₄=2NaHSO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）要從裝置II中獲得已析出的晶體，在實驗室中需要使用到的玻璃儀器是：玻璃棒、漏斗、燒杯．
（3）裝置 III用于處理尾氣，防止污染環(huán)境．下列裝置中，可選用的最合理裝置（夾持儀器已略去）為d（填序號）．

實驗二：焦亞硫酸鈉的性質(zhì)
（4）將Na₂S₂O₅溶于水配成溶液，
①欲證明所得溶液中的離子濃度大小關系：c（SO₃^2-）＞c（H₂SO₃），下列選項中可采用的實驗方法是ae
a．測定溶液的pH      b．加入Ba（OH）₂溶液        c．加入鹽酸
d．加入品紅溶液       e．用藍色石蕊試紙檢測      f．加入BaCl₂溶液
②檢驗Na₂S₂O₅晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成．
實驗三：葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測定
（5）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化劑．測定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計算）的方案如下：

①按上述方案實驗，消耗標準I₂溶液25.00mL，該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計算）為0.16g•L^-1．
②在上述實驗過程中，若有部分HI被空氣氧化，則測得結(jié)果偏低（填“偏高”“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析 實驗一：該裝置II中有黃色晶體析出，則II中為SO₂和NaHSO₃反應生成，則I中發(fā)生反應生成SO₂，
（1）實驗室用亞硫酸鈉和稀硫酸反應制取SO₂；
（2）分離固體和溶液采用過濾方法，根據(jù)各儀器作用選取儀器；
（3）裝置 III用于處理尾氣，防止污染環(huán)境，尾氣為二氧化硫，屬于酸性氧化物，能和堿反應生成鹽而防止污染環(huán)境，注意要防止倒吸；
實驗二：（4）Na₂S₂O₅溶于水分解生成SO₂和NaHSO₃，
①溶液中HSO₃^-的電離程度大于水解程度，溶液呈酸性，故檢驗溶液呈酸性即可；
②Na₂S₂O₅晶體在空氣中易被氧化為Na₂SO₄，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗樣品中是否含有硫酸根即可；
實驗三：（5）①由消耗碘的量，結(jié)合SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI計算二氧化硫的質(zhì)量，進而計算濃度；
②若有部分HI被空氣氧化，則消耗碘的量偏小，故測定二氧化硫的量偏低．

解答 解：實驗一：該裝置II中有黃色晶體析出，則II中為SO₂和NaHSO₃反應生成，則I中發(fā)生反應生成SO₂，
（1）實驗室用亞硫酸鈉和稀硫酸反應制取SO₂，同時生成硫酸鈉或硫酸氫鈉，反應方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O或Na₂SO₃+2H₂SO₄=2NaHSO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O或Na₂SO₃+2H₂SO₄=2NaHSO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）分離固體和溶液采用過濾方法，根據(jù)各儀器作用選取儀器，用漏斗過濾、用玻璃棒引流、用燒杯盛放液體，所以選取的儀器為漏斗、玻璃棒、燒杯，故答案為：玻璃棒、漏斗、燒杯；
（3）裝置 III用于處理尾氣，防止污染環(huán)境，尾氣為二氧化硫，屬于酸性氧化物，能和堿反應生成鹽而防止污染環(huán)境，注意要防止倒吸，
a．二氧化硫極易溶于氨水，但因為二氧化硫不能和氨水充分接觸，所以不能用該裝置吸收二氧化硫，故錯誤；
b．亞硫酸酸性小于鹽酸，所以二氧化硫不易溶于食鹽水，故錯誤；
c．二氧化硫和濃硫酸不反應，不易溶于濃硫酸，故錯誤；
d．二氧化硫極易溶于氫氧化鈉溶液，且該裝置具有緩沖作用，能防止倒吸，故正確；
e．二氧化硫能溶于水但不易溶于苯，能防止倒吸，但二氧化硫在水溶液中溶解度較小，所以不能作尾氣處理裝置，故錯誤；
故選d；
實驗二：（4）Na₂S₂O₅溶于水分解生成SO₂和NaHSO₃，
①NaHSO₃溶液中HSO₃^-的電離程度大于水解程度，溶液呈酸性，測定溶液的pH，可以確定溶液酸堿性，酸性溶液可以使?jié)駶櫵{色石蕊試紙變紅，所以能用測定溶液pH值、濕潤的藍色石蕊試液檢驗，而加入Ba（OH）₂溶液、HCl溶液、品紅溶液都不能說明溶液呈酸性，故選ae；
故答案為：ae；
②Na₂S₂O₅晶體在空氣中易被氧化為Na₂SO₄，用鹽酸、氯化鋇溶液檢驗樣品中是否含有硫酸根即可，其檢驗方法為：取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，
故答案為：取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成；
實驗三：（5）①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
故該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量（以游離SO₂計算）為$\frac{0.016g}{0.1L}$=0.16 g/L
故答案為：0.16；
②若有部分HI被空氣氧化，則消耗碘的量偏小，故測定二氧化硫的量偏低，故答案為：偏低．

點評 本題考查性質(zhì)、制備實驗方案設計，為高頻考點，涉及化學方程式的有關計算、誤差分析、物質(zhì)檢驗、基本實驗操作等知識點，明確實驗原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關鍵，難點是實驗方案設計，注意化學用語使用的規(guī)范性．