Question

Na₂SO₃应用广泛。利用工业废碱渣（主要成分Na₂CO₃）吸收硫酸厂尾气中的SO₂制备无水Na₂SO₃的成本低，优势明显，其流程如下。

（1）举例说明向大气中排放SO₂导致的环境问题：_________。

（2）下图为吸收塔中Na₂CO₃溶液与SO₂反应过程中溶液组成变化。则初期反应（图中A点以前）的离子方程式是_________。

（3）中和器中发生的主要反应的化学方程式是_________。

资料显示： Ⅰ.Na2SO3在33℃时溶解度最大，将其饱和溶液加热至33℃以上时，由于溶解度降低会析出无水Na2SO3，冷却至33℃以下时析出Na2SO3·7H2O； Ⅱ.无水Na2SO3在空气中不易被氧化，Na2SO3·7H2O在空气中易被氧化。

（4）为了降低由中和器所得溶液中Na₂SO₃的溶解度，从而提高结晶产率，中和器中加入的NaOH是过量的。

①请结合Na₂SO₃的溶解平衡解释NaOH过量的原因_________。

②结晶时应选择的最佳操作是_________（选填字母）。

A．95~100℃加热蒸发，直至蒸干

B．维持95~100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出

C．95~100℃加热浓缩，冷却至室温结晶

（5）为检验Na₂SO₃成品中是否含少量Na₂SO₄，需选用的试剂是_________、_________。

（6）KIO₃滴定法可测定成品中Na₂SO₃的含量：室温下将0.1260g 成品溶于水并加入淀粉做指示剂，再用酸性KIO₃标准溶液（x mol/L）进行滴定至溶液恰好由无色变为蓝色，消耗KIO₃标准溶液体积为y mL。

①滴定终点前反应的离子方程式是：IO₃^-+SO₃^2- =_______ +_______（将方程式补充完整）。

②成品中Na₂SO₃（M = 126 g/mol）的质量分数是_________。

Answer

（1）酸雨（2）2CO32- + SO2 + H2O = 2HCO3- + SO32-

（3）NaHSO3 + NaOH = Na2SO3 + H2O

（4）①Na2SO3存在溶解平衡：Na2SO3(s) 2Na+ (aq) + SO32- (aq)，NaOH过量使c(Na+)增大，上述平衡逆向移动；②b；

（5）BaCl2溶液稀盐酸（6）①IO3- + SO32- = + ；②3xy×100%

【解析】

试题分析：（1）向大气中排放SO2会导致酸雨发生；

（2）由图可知，初期反应（图中A点以前）碳酸钠与二氧化硫反应生成碳酸氢钠与亚硫酸钠，反应离子方程式为：2CO32-+SO2+H2O=2HCO3-+SO32-；

（3）随着二氧化硫通入量增大，后期生成主要是得到亚硫酸氢钠，中和器中主要是将亚硫酸氢钠转化为硫酸钠，同时碳酸氢钠反应得到碳酸钠，主要反应化学方程式为：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O；

（4）①Na2SO3存在溶解平衡：Na2SO3（s） 2Na+ （aq）+SO32- （aq），NaOH过量使c（Na+）增大，上述平衡逆向移动，抑制Na2SO3溶解；

②a．加热蒸发直至蒸干，容易使固体溅出，导致损失等，a错误；b．维持95～100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出，再利用余热蒸干，b正确；c．由于冷却至33℃以下时析出Na2SO3•7H2O，应在较高温度下蒸发浓缩结晶，c错误，答案选：b；

（5）用盐酸除去亚硫酸钠，防止干扰，再用氯化钡溶液检验硫酸根离子；

（6）①IO3-与SO32-发生氧化还原反应得到SO42-与I-，I元素化合价降低6价，S元素化合价升高2价，化合价升降最小公倍数为6，可得IO3-的系数为1、SO32-的系数为3，配平后离子方程式为：IO3-+3SO32-＝3SO42-+I-；

②消耗KIO3的物质的量为y×10-3L×x mol/L=xy×10-3mol，由IO3-+3SO32-=3SO42-+I-，可知n（Na2SO3）=3n（KIO3）=3xy×10-3mol，则成品中Na2SO3的质量分数为 ×100%=3xy×100%。

【考点定位】考查了物质的分离提纯、氧化还原反应、物质含量测定、实验方案设计的相关知识

【名师点晴】该题考查的知识点较多，综合性强，难度较大，难点是氧化还原反应方程式配平含量测定计算。氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。配平的步骤：（1）标好价：正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。（2）列变化：列出元素化合价升高和降低的数值。（3）求总数：求元素化合价升高数和降低数的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。（4）配系数：用观察法配平其他各物质的化学计量数。（5）细检查：利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)，逐项检查配平的方程式是否正确。