Question

连二亚硫酸钠(Na₂S₂O₄)又称保险粉，在纺织行业中常用于还原染色剂。

己知连二亚硫酸钠具有下列性质：在空气中极易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠，在碱性介质中较稳定。回答下列问题：

(1)二氧化硫的制备

原料：亚硫酸钠固体和70%的浓硫酸

(1)仪器①的名称是_______________。

(2)实验室制取干燥二氧化硫的装置连接顺序为______（选择上图中部分仪器，按气流方向用小写字毋排序），选择该气体发生装置的原因是________________。

(3)设计实验证明二氧化硫具有还原性_______（实验中可选用的试剂有：品红溶液、氢硫酸、溴水，滴有酚酞的氢氧化钠溶液）

(二)保险粉的制备

I．在G装置中加入甲酸钠浓溶液、氢氧化钠，甲醇(溶剂)的混合液；

II：打开K₁、K₂，一段时间后，向装置中通入二氧化硫；

III．加热一段时间，装置中有黄色晶体析出，并产生大量气体；

IV．过滤、洗涤、干燥，收集产品。

(1)写出步骤II中制备保险粉的化学方程式____________。

(2)简述步骤IV保险粉的洗涤方法：在无氧环境中，_________________。

(3) 步骤IV干燥保险粉的最佳方法为________（选填序号）。

A．空气中蒸发干燥    B．氯化氢气流中蒸发干燥    C．真空干燥

(三)保险粉的含量测定

铁氰化物滴定法原理是：4K₃[Fe(CN)₆]+2Na₂S₂O₄+8KOH=3K₄[Fe(CN)₆]+4Na₂SO₃+Na₄[Fe(CN)₆]+4H₂O

I．另取一套G装置，加入一定体积的氢氧化钠溶液，通入N₂；

II．称取样品mg加入装置G中搅拌，溶解，再加入2-3滴亚甲基蓝指示剂；

III.用浓度为cmol·L^-1的K₃[Fe(CN)₆]滴定，至滴定终点时，记录消耗的体积为VmL。

保险粉质量分数表达式为__________（用含c、m、V的代数式表示）。

(2)若在滴定前未向锥形瓶中通氮气，则会导致测定的保险粉含量______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）

Answer

分液漏斗 a→g→h→e→f→d 该装置可以平衡压强，让浓硫酸顺利流下； 将二氧化硫通入溴水中，溴水颜色褪去，即说明二氧化硫具有还原性 HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4＋CO2+H2O（合理即可） 加入甲醇溶液至浸没晶体，待甲醇溶液顺利流下后，重复2～3次。或选择快速抽滤操作（合理即可） C 偏低

【解析】(一)(1)仪器①的名称是分液漏斗；

(2)利用A装置制备SO2气体，再用F装置干燥、E装置收集、D装置中NaOH溶液吸收尾气，防环境污染，结合气流方向，装置的连接顺序为a→g→h→e→f→d，选择A装置而不选择B装置作气体发生装置是考虑到A装置可以平衡压强，让浓硫酸顺利流下；

(3)二氧化硫遇强氧化性的物质如溴水或酸性高锰酸钾溶液体现其具有还原性，可借助于将二氧化硫通入溴水中，溴水颜色褪去，即可说明二氧化硫具有还原性；

(二)(1)步骤II中SO2在碱性条件下氧化HCOONa生成CO2，同时得到Na2S2O4，发生反应的化学方程式为HCOONa+NaOH+2SO2=Na2S2O4＋CO2+H2O；

(2)结合Na2S2O4在空气中极易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠，在碱性介质中较稳定的性质，步骤IV保险粉的洗涤方法：在无氧环境中，加入甲醇溶液至浸没晶体，待甲醇溶液顺利流下后，重复2～3次即可；

(3)Na2S2O4在空气中极易被氧化，不溶于甲醇，易溶于水，遇水迅速分解为亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠，在碱性介质中较稳定的性质，则干燥应在无氧环境中，防水解，故答案为C；

(三)(1)消耗K3[Fe(CN)6]的物质的量为cmol·L-1×V×10-3L=cV×10-3mol，则Na2S2O4的物质的量为0.5cV×10-3mol，保险粉质量分数表达式为×100%=；

(2)若在滴定前未向锥形瓶中通氮气作保护气，防止Na2S2O4被空气中氧气氧化，则会导致测定的保险粉含量偏低。