Question

【題目】焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）是一種食品添加劑．實(shí)驗(yàn)室用如圖1所示裝置制備N(xiāo)a2S2O5 ， 實(shí)驗(yàn)步驟如下：

Ⅰ．在Na2CO3溶液中通入SO2至pH為4.1，生成NaHSO3溶液；
Ⅱ.加碳酸鈉粉末調(diào)至pH為7～8；
Ⅲ.再通SO2至pH為4.1；
Ⅳ.從過(guò)飽和溶液中析出Na2S2O5晶體．
（1）制備焦亞硫酸鈉總反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ．
（2）Na2S2O5溶于水且與水能反應(yīng)，所得溶液顯酸性，其原因是 ． 步驟Ⅲ中測(cè)定溶液的pH的方法是；pH＞4.1時(shí)，則產(chǎn)品中會(huì)有副產(chǎn)物，其化學(xué)式是 ．
（3）利用碘量法可測(cè)定Na2S2O5產(chǎn)品中+4價(jià)硫的含量，實(shí)驗(yàn)方案為：將一定量的Na2S2O5產(chǎn)品放入碘量瓶（帶磨口塞的錐形瓶）中， ， 重復(fù)如上步驟2次，記錄數(shù)據(jù)．（實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑有：c1molL﹣1的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液、c2molL﹣1的標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液、冰醋酸、淀粉溶液、蒸餾水；已知：2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI）
（4）含鉻廢水中常含有六價(jià)鉻[Cr（Ⅵ）]．利用Na2S2O5和FeSO47H2O先后分兩個(gè)階段處理含Cr2O72﹣的廢水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)右圖．
①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液的pH不斷升高的原因是 ．
②已知：Ksp[Cr（OH）3]=6.4×10﹣31 ， lg2≈0.3，c（Cr3+）＜1.0×10﹣5 molL﹣1時(shí)視為完全沉淀．現(xiàn)將廢水中Cr2O72﹣全部轉(zhuǎn)化為Cr（OH）3而除去，需調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為 ．

Answer 1

【答案】
（1）Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2
（2）Na2S2O5與水反應(yīng)生成NaHSO3 ， NaHSO3在水中電離使溶液顯酸性；用pH計(jì)（或酸度計(jì)，或pH傳感器）測(cè)定；Na2SO3
（3）加入一定體積的過(guò)量的c1mol?L﹣1的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，再加入適量的冰醋酸和蒸餾水，充分反應(yīng)一段時(shí)間，加入淀粉溶液，用c2mol?L﹣1標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色，讀數(shù)
（4）Na2S2O5和FeSO4?7H2O與Cr2O72﹣反應(yīng)時(shí)均消耗H+ ， 使溶液的pH變大；pH＞5.6
【解析】解：（1）Na2CO3和SO2反應(yīng)生成Na2S2O5和CO2 ， 根據(jù)元素守恒可知化學(xué)方程式為Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2 ， 所以答案是：Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2；（2）Na2S2O5與水反應(yīng)生成NaHSO3 ， NaHSO3在水中電離程度大于水解程度，所以會(huì)使溶液顯酸性；測(cè)定溶液pH值精確度為0.1，可用pH計(jì)（或酸度計(jì)，或pH傳感器）等，在Na2CO3溶液中通入SO2至pH為4.1，生成NaHSO3溶液，若pH＞4.1時(shí)，則溶液中會(huì)出現(xiàn)亞硫酸鈉，即產(chǎn)品中會(huì)有副產(chǎn)物Na2SO3 ，
所以答案是：Na2S2O5與水反應(yīng)生成NaHSO3 ， NaHSO3在水中電離使溶液顯酸性；用pH計(jì)（或酸度計(jì)，或pH傳感器）測(cè)定；Na2SO3；（3）根據(jù)氧化還原滴定的原理，在Na2S2O5溶液中加入過(guò)量的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，使Na2S2O5被充分氧化，剩余的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液再用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定，根據(jù)加入的碘的總量和與Na2S2O3溶液反應(yīng)的碘的量可以求得與Na2S2O5反應(yīng)的碘的量，進(jìn)而確定Na2S2O5的量，根據(jù)這一原理可知實(shí)驗(yàn)操作步驟為：加入一定體積的過(guò)量的c1 molL﹣1的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，再加入適量的冰醋酸和蒸餾水，充分反應(yīng)一段時(shí)間，加入淀粉溶液，用c2 molL﹣1標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色，讀數(shù)，
所以答案是：加入一定體積的過(guò)量的c1 molL﹣1的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，再加入適量的冰醋酸和蒸餾水，充分反應(yīng)一段時(shí)間，加入淀粉溶液，用c2 molL﹣1標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色，讀數(shù)；（4）①Na2S2O5和FeSO47H2O先后分兩個(gè)階段處理含Cr2O72﹣的廢水時(shí)都會(huì)消耗氫離子，所以溶液的pH值會(huì)增大，所以答案是：Na2S2O5和FeSO47H2O與Cr2O72﹣反應(yīng)時(shí)均消耗H+ ， 使溶液的pH變大；②c（Cr3+）＜1.0×10﹣5 molL﹣1時(shí)，根據(jù)Ksp[Cr（OH）3]可求得溶液中c（OH﹣）= = ×10﹣9 molL﹣1 ， 所以c（H+）= ，所以溶液的PH=﹣lgc（H+）≈5.6，所以將廢水中Cr2O72﹣全部轉(zhuǎn)化為Cr（OH）3而除去，需調(diào)節(jié)溶液的pH＞5.6，所以答案是：pH＞5.6．