Question

焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）是一种可溶于水的白色或淡黄色小晶体，食品级焦亚硫酸钠可作为贮存水果的保鲜剂等。某化学研究兴趣小组欲自制焦亚硫酸钠并探究其部分化学性质等。

(1)制备Na₂S₂O₅，如图（夹持及加热装置略）

可用试剂：饱和Na₂SO₃溶液、浓NaOH溶液、浓H₂SO₄、苯、Na₂SO₃固体（试剂不重复使用）

焦亚硫酸钠的析出原理：NaHSO₃(饱和溶液)→Na₂S₂O₅(晶体)+H₂O(l)

①F中盛装的试剂是__，作用是__。

②通入N₂的作用是__。

③Na₂S₂O₅晶体在__（填“A”或“D”或“F”）中得到，再经离心分离，干燥后可得纯净的样品。

④若撤去E，则可能发生__。

(2)设计实验探究Na₂S₂O₅的性质，完成表中填空：

	预测Na2S2O5的性质	探究Na2S2O5性质的操作及现象
探究一	Na2S2O5的溶液呈酸性	①
探究二	Na2S2O5晶体具有还原性	取少量Na2S2O5晶体于试管中，滴加1mL2mol·L^-1酸性KMnO4溶液，剧烈反应，溶液紫红色很快褪去

①__。（提供：pH试纸、蒸馏水及实验必需的玻璃仪器）

②探究二中反应的离子方程式为__(KMnO₄→Mn²⁺)

(3)利用碘量法可测定Na₂S₂O₅样品中+4价硫的含量。

实验方案：将agNa₂S₂O₅样品放入碘量瓶（带磨口塞的锥形瓶）中，加入过量c₁mol·L^-1的碘溶液，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，__（填实验步骤），当溶液由蓝色恰好变成无色，且半分钟内溶液不恢复原色，则停止滴定操作重复以上步骤两次记录数据。（实验中必须使用的试剂有c₂mol·L^-1的标准Na₂S₂O₃溶液；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，先将废水中Cr₂O₇^2-全部还原为Cr³⁺，将Cr³⁺全部转化为Cr(OH)₃而除去，需调节溶液的pH范围为___。

{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}

Answer

浓NaOH溶液 吸收剩余的SO2 排尽空气，防止Na2S2O5被氧化 D 倒吸 用适量蒸馏水溶解少量Na2S2O5固体于试管中，用玻璃棒醮取少量Na2S2O5溶液点在pH试纸上，试纸变红 5S2O52-+4MnO4-+2H+=10SO42-+4Mn2++H2O 用c2mol·L-1的标准Na2S2O3溶液滴定 pH>5.6

【解析】

从焦亚硫酸钠的析出原理[NaHSO3(饱和溶液)→Na2S2O5(晶体)+H2O(l)]可以看出，要制取Na2S2O5(晶体)，需先制得NaHSO3(饱和溶液)，所以A装置的作用是用浓硫酸与Na2SO3固体反应制取SO2，将SO2再通入饱和Na2SO3溶液中制得NaHSO3饱和溶液。因为Na2S2O5易被空气中的O2氧化，所以需排尽装置内的空气，这也就是在A装置内通入N2的理由。由于SO2会污染环境，所以F装置应为吸收尾气的装置，为防倒吸，加了装置E。

(1)①从以上分析知，F装置应为SO2的尾气处理装置，F中盛装的试剂是浓NaOH溶液，作用是吸收剩余的SO2。答案为：浓NaOH溶液；吸收剩余的SO2；

②为防装置内空气中的氧气将Na2S2O5、NaHSO3、Na2SO3等氧化，需排尽装置内的空气，所以通入N2的作用是排尽空气，防止Na2S2O5被氧化。答案为：排尽空气，防止Na2S2O5被氧化；

③Na2S2O5晶体由NaHSO3饱和溶液转化而得，所以应在D中得到。答案为：D；

④因为E中的双球能容纳较多液体，可有效防止倒吸，所以若撤去E，则可能发生倒吸。答案为：倒吸；

(2)①既然是检测其是否具有酸性，则需用pH试纸检测溶液的pH，若在酸性范围，则表明显酸性。具体操作为：用适量蒸馏水溶解少量Na2S2O5固体于试管中，用玻璃棒醮取少量Na2S2O5溶液点在pH试纸上，试纸变红。答案为：用适量蒸馏水溶解少量Na2S2O5固体于试管中，用玻璃棒醮取少量Na2S2O5溶液点在pH试纸上，试纸变红；

②探究二中，Na2S2O5具有还原性，能将KMnO4还原为Mn2+，自身被氧化成SO42-，同时看到溶液的紫色褪去，反应的离子方程式为5S2O52-+4MnO4-+2H+=10SO42-+4Mn2++H2O。答案为：5S2O52-+4MnO4-+2H+=10SO42-+4Mn2++H2O；

(3)根据信息，滴定过量碘的操作是：用c2mol·L-1的标准Na2S2O3溶液滴定。答案为：用c2mol·L-1的标准Na2S2O3溶液滴定；

(4)c(Cr3+)<1.0×10-5mol·L-1时，Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31，即1.0×10-5×c3(OH-)>6.4×10-31，c(OH-)>4.0×10-9mol·L-1，c(H+)<=mol·L-1，pH>5+2lg2=5.6。

答案为：pH>5.6。