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

Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2Na2S2O5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Na2S2O5和FeSO4•7H2O与Cr2O72﹣反应时均消耗H+，使溶液的pH变大pH＞5.6．

【解析】(1).由焦亚硫酸钠的制备过程可知，发生的都是非氧化还原反应，反应物是碳酸钠和二氧化硫，生成物为焦亚硫酸钠和二氧化碳，根据质量守恒配平后可得： Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2

(2). Na2S2O5溶于水且与水能反应，所得溶液显酸性，其原因是Na2S2O5与水反应生成NaHSO3，NaHSO3在水中电离使溶液显酸性．步骤Ⅲ中测定溶液的pH的方法是用pH计（或酸度计，或pH传感器）测定；pH＞4.1时，则产品中会有副产物，其化学式是Na2SO3 ．

(3). 利用碘量法可测定Na2S2O5产品中+4价硫的含量，根据所提供的试剂，可以先加过量的标准碘液将焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠，为增强碘液的氧化性，要加入适量的冰醋酸；再用淀粉做指示剂、用硫代硫酸钠溶液滴定过量的碘，根据标准碘液和硫代硫酸钠的用量可求出焦硫酸钠的含量（进一步可求出其中+4价S的含量），为了减少滴定误差，要加入适量的蒸馏水。实验方案为：将一定量的Na2S2O5产品放入碘量瓶中，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，重复如上步骤2次，记录数据．

(4). ①实验过程中发生的离子反应为，3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=6SO42-+8Cr3++13H2O、6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,所以溶液的pH不断升高的原因是Na2S2O5和FeSO4•7H2O与Cr2O72﹣反应时均消耗H+，使溶液的pH变大．

②由沉淀溶解平衡Cr(OH)3Cr3++3OH-可知，因为c(Cr3+)＜1.0×10﹣5mol•L﹣1时视为完全沉淀,所以c(OH-)>==4.0mol/L，即pH>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范围为pH＞5.6．