Question

焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)是一种食品添加剂．实验室用如图1所示装置制备Na₂S₂O₅，实验步骤如下：

Ⅰ．在Na₂CO₃溶液中通入SO₂至pH为4.1，生成NaHSO₃溶液；

Ⅱ．加碳酸钠粉末调至pH为7～8；

Ⅲ．再通SO₂至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溶于水且与水能反应，所得溶液显酸性，其原因是          ．步骤Ⅲ中测定溶液的pH的方法是      ；pH＞4.1时，则产品中会有副产物，其化学式是            ．

(3)利用碘量法可测定Na₂S₂O₅产品中+4价硫的含量，实验方案为：将一定量的Na₂S₂O₅产品放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中，             ，重复如上步骤2次，记录数据．(实验中必须使用的试剂有：c₁mol•L^﹣1的标准碘溶液、c₂mol•L^﹣1的标准Na₂S₂O₃溶液、冰醋酸、淀粉溶液、蒸馏水；已知：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI)

(4)含铬废水中常含有六价铬[Cr(Ⅵ)]．利用Na₂S₂O₅和FeSO₄•7H₂O先后分两个阶段处理含Cr₂O₇^2﹣的废水，实验结果如图．

①实验过程中溶液的pH不断升高的原因是               ．

②已知：K_sp[Cr(OH)₃]=6.4×10^﹣31，lg2≈0.3，c(Cr³⁺)＜1.0×10^﹣5mol•L^﹣1时视为完全沉淀．现将废水中Cr₂O₇^2﹣全部转化为Cr(OH)₃而除去，需调节溶液的pH范围为         ．

Answer

(1)Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2；

(2)Na2S2O5与水反应生成NaHSO3，NaHSO3在水中电离使溶液显酸性；用pH计(或酸度计，或pH传感器)测定；Na2SO3；

(3)加入一定体积的过量的c1mol•L﹣1的标准碘溶液，再加入适量的冰醋酸和蒸馏水，充分反应一段时间，加入淀粉溶液，用c2mol•L﹣1标准Na2S2O3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；

(4)①Na2S2O5和FeSO4•7H2O与Cr2O72﹣反应时均消耗H+，使溶液的pH变大；②pH＞5.6；

【解析】

试题分析：(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，故答案为：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，所以会使溶液显酸性；测定溶液PH值精确度为0.1，可用pH计(或酸度计，或pH传感器)等，在Na2CO3溶液中通入SO2至pH为4.1，生成NaHSO3溶液，若pH＞4.1时，则溶液中会出现亚硫酸钠，即产品中会有副产物Na2SO3，故答案为：Na2S2O5与水反应生成NaHSO3，NaHSO3在水中电离使溶液显酸性；用pH计(或酸度计，或pH传感器)测定；Na2SO3；

(3)根据氧化还原滴定的原理，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Na2S2O3溶液滴定，根据加入的碘的总量和与Na2S2O3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：加入一定体积的过量的c1 mol•L-1的标准碘溶液，再加入适量的冰醋酸和蒸馏水，充分反应一段时间，加入淀粉溶液，用c2 mol•L-1标准Na2S2O3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，故答案为：加入一定体积的过量的c1 mol•L-1的标准碘溶液，再加入适量的冰醋酸和蒸馏水，充分反应一段时间，加入淀粉溶液，用c2 mol•L-1标准Na2S2O3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；

(4)①Na2S2O5和FeSO4•7H2O先后分两个阶段处理含Cr2O72-的废水时都会消耗氢离子，所以溶液的pH值会增大，故答案为：Na2S2O5和FeSO4•7H2O与Cr2O72-反应时均消耗H+，使溶液的pH变大；

②c(Cr3+)＜1.0×10-5 mol•L-1时，根据Ksp[Cr(OH)3]可求得溶液中c(OH-)==4×10-9 mol•L-1，所以c(H+)=，所以溶液的PH=-lgc(H+)≈5.6，所以将废水中Cr2O72-全部转化为Cr(OH)3而除去，需调节溶液的pH＞5.6，故答案为：pH＞5.6。

考点：考查了制备实验方案设计、氧化还原滴定、实验原理分析、沉淀溶解平衡的计算、基本实验操作等相关知识。