Question

焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)是一种食品添加剂。实验室用如图所示装置制备Na₂S₂O₅，实验步骤如下：

Ⅰ.向Na₂CO₃溶液中通入SO₂至溶液pH为4.1，生成NaHSO₃溶液；

Ⅱ.加入碳酸钠粉末至溶液PH为7～8；

Ⅲ.再通入SO₂至溶液PH为4.1；

Ⅳ.从过饱和溶液中析出Na₂S₂O₅晶体。

（1）制备焦亚硫酸钠总反应的化学方程式为___________________ 。

（2）Na₂S₂O₅能与水发生化合反应，反应后所得的溶液显酸性。用电离方程式表示溶液显酸性的原因：____________________。

（3）利用碘量法可测定Na₂S₂O₅产品中硫的含量。实验中必须使用的试剂有c₁mol·L^-1的标准碘溶液、c₂ mol·L^-1的标准Na₂S₂O₃溶液、NaOH溶液、淀粉溶液。已知：Na₂S₂O₅+2I₂+3H₂O=Na₂SO₄+H₂SO₄+4HI，2Na₂S₂O₃+I₂= Na₂S₂O₆+2NaI。请补全实验方案：将一定量的Na₂S₂O₅产品放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中，加入—定体积的过量c₁ mol • L^-1的标准碘溶液，充分反应后滴入NaOH溶液调节溶液pH至中性，____________________________。重复上述步骤2次，记录数据。

（4）含铬酸性废水中常含有+ 6价铬。利用Na₂S₂O₅和FeSO₄·7H₂O分两个阶段先后处理含Cr₂O₇^2-的废水， Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺，实验结果如图。

①0～40 min内用Cr₂O₇^2-表示的平均反应速率为____________mol • L^-1 • min^-1。

②60～80 min内Cr₂O₇^2-与Fe²⁺发生反应的离子方程式为_________________ 。

Answer

Na2CO3+2SO2=Na2S2O5+CO2 NaHSO3=Na++HSO3-、HSO3-H++SO32-(只写 HSO3-H++S O32-也给分) 加入淀粉溶液，用c2mol • L-1的标准Na2SO3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色，读数 1.75×10-3 Cr2O72-+ 6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

【解析】（1）Na2CO3和SO2反应生成Na2S2O5和CO2，根据元素守恒可知化学方程式为：Na2CO3+2SO2=Na2S2O5+CO2；（2）Na2S2O5与水反应生成NaHSO3，NaHSO3在水中电离程度大于水解程度，所以使溶液显酸性：NaHSO3=Na++HSO3-、HSO3-H++SO32-；（3）根据氧化还原滴定原理，在Na2S2O5溶液中加入过量的标准碘溶液，使Na2S2O5被充分氧化，剩余的标准碘溶液再用标准Na2S2O5溶液滴定，根据加入的碘的总量和与Na2S2O5溶液反应的碘的量可以求得与Na2S2O5反应的碘的量，进而确定Na2S2O5的量，根据这一原理可知实验操作步骤为：将一定量的Na2S2O5产品放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中，加入—定体积的过量c1 mol • L-1的标准碘溶液，充分反应后滴入NaOH溶液调节溶液pH至中性，加入淀粉溶液，用c2mol • L-1的标准Na2SO3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色，读数，重复上述步骤2次，记录数据；（4）①0～40 min内Cr2O72-的浓度变化量为：0.08mol/L-0.01mol/L=0.07mol/L,则平均反应速率为=1.75×10-3mol••L-1•min-1；②Cr2O72-与Fe2+在H+作用下生成Cr3+、Fe3+和H2O，反应的离子方程式为：Cr2O72-+ 6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。