Question

（16分）二氧化硫常用作消毒剂和漂白剂，也是一种重要的工业原料。

（1）将a mol SO₂通入1 L 1 mol/L NaOH溶液中充分反应后，阴离子总数        阳离子总数(填选项前的字母)。

A．a＞1时大于      B．a＝1时等于        C．大于      D．小于

（2）保险粉（Na₂S₂O₄）广泛用于印染行业和食品储存行业。可以将SO₂通入草酸钠（Na₂C₂O₄）和NaOH的混合溶液中制取保险粉。制取保险粉的离子方程式为                     。

（3）工业上常以SO₂为原料制取Na₂S₂O₃。步骤如下：

①将Na₂S和Na₂CO₃按2︰1的物质的量之比配成混合溶液。

②将混合溶液注入敞口反应釜中，加热反应釜将温度控制在50℃左右。

③向反应釜中缓缓通入SO₂至稍微过量使Na₂S和Na₂CO₃完全反应。

④反应结束后加热浓缩溶液，冷却至30℃以下析出大量Na₂S₂O₃晶体。

⑤滤出晶体，母液循环利用。

据此请回答：

（ⅰ）工业制取Na₂S₂O₃的反应的化学方程式为                                    。

（ⅱ）工业生产的首要目的是盈利，为节约成本并减少对环境的污染，应尽可能的提高产率，制取步骤中体现了这一思想的有               （填步骤序号）。

（ⅲ）工业生产的Na₂S₂O₃含有两种杂质，这两种杂质是Na₂SO₃和           。以下条件中可以求出产品中Na₂S₂O₃的物质的量分数的是          。(填选项前的字母)

A．产品中钠原子和硫原子的物质的量之比

B．产品中钠原子和氧原子的物质的量之比

C．产品中硫原子和氧原子的物质的量之比

D．以上均能

（4）一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：

①在铜的作用下完成工业尾气中SO₂的部分催化氧化，所发生反应为：

2SO₂＋2n Cu＋(n＋1)O₂＋(2－2 n) H₂O＝2n CuSO₄＋(2－2n) H₂SO₄

每吸收标准状况下11.2 L SO₂，被SO₂还原的O₂的质量为       g。

②利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO₂，并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的离子方程式                            。

Answer

（16分，每空2分）（1）D

（2）2SO2＋C2O42－＋4OH－＝S2O42－＋2CO32－＋2H2O

（3）（ⅰ）4SO2＋2Na2S＋Na2CO33Na2S2O3＋CO2 （ⅱ）①③⑤ （ⅲ）Na2SO4；A

（4）①8 ②Cu2＋＋SO2＋2H2OCu＋SO42－＋4H＋（说明：条件不写扣1分，未配平不得分）

【解析】

试题分析：（1）将a mol SO2通入1 L 1 mol/L NaOH溶液中充分反应后，根据电荷守恒可知溶液中c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH—)＋c(HSO3—)＋2c(SO32—)，所以阴离子总数小于阳离子总数。

（2）保险粉（Na2S2O4）广泛用于印染行业和食品储存行业。可以将SO2通入草酸钠（Na2C2O4）和NaOH的混合溶液中制取保险粉，反应中S元素的化合价从＋4价降低到＋3价，得到1个电子。草酸的氧化产物是碳酸根，碳元素化合价从＋3价升高到＋4价，则根据电子得失守恒可知制取保险粉的离子方程式为2SO2＋C2O42－＋4OH－＝S2O42－＋2CO32－＋2H2O。

（3）（ⅰ）Na2S和Na2CO3按2︰1的物质的量之比与碳酸钠在加热的条件下反应即可制得硫代硫酸钠，根据原子守恒可知反应中还有CO2生成，则工业制取Na2S2O3的反应的化学方程式为4SO2＋2Na2S＋Na2CO33Na2S2O3＋CO2。

（ⅱ）将Na2S和Na2CO3按2︰1的物质的量之比配成混合溶液，反应物恰好完全转化为生成物，①；向反应釜中缓缓通入SO2至稍微过量使Na2S和Na2CO3完全反应，目的也是应尽可能的提高产率，③；滤出晶体，母液循环利用也可以节约成本，⑤正确，答案选①③⑤。

（ⅲ）由于亚硫酸钠易被氧化为硫酸钠，则工业生产的Na2S2O3含有两种杂质分别是Na2SO3和Na2SO4。

A．硫代硫酸钠中钠原子和硫原子的物质的量之比是1：1，而亚硫酸钠和硫酸钠中钠原子和硫原子的物质的量之比是2：1，因此通过产品中钠原子和硫原子的物质的量之比可以计算产品中Na2S2O3的物质的量分数，A正确；B．由于硫代硫酸钠和亚硫酸钠中钠原子和氧原子的物质的量之比均是2：3，而硫酸钠中则是1：2，因此不能通过产品中钠原子和氧原子的物质的量之比计算产品中Na2S2O3的物质的量分数，B错误；C．由于三种物质中硫原子和氧原子的物质的量之比均不相同，因此不能通过产品中硫原子和氧原子的物质的量之比计算产品中Na2S2O3的物质的量分数，C错误；D．根据以上分析可知，D错误，答案选A。

（4）①标准状况下11.2 L SO2的物质的量是0.5mol，在反应中失去0.5mol×2＝1mol电子，则被SO2还原的O2的质量为。

②根据装置可知阳极SO2失去电子，阴极溶液中的铜离子得到电子，则装置内所发生反应的离子方程式为Cu2＋＋SO2＋2H2OCu＋SO42－＋4H＋。

考点：考查溶液中离子浓度大小比较、氧化还原反应、物质制备以及电解原理的应用