Question

连二亚硫酸钠（Na₂S₂O₄）俗称保险粉，可以用作染色工艺的还原剂，纸浆、肥皂等的漂白剂。Na₂S₂O₄易溶于水，难溶于乙醇，在碱性介质中较稳定，在空气中易被氧化。回答下列问题：

(1)Na₂S₂O₄在潮湿空气中氧化，生成的两种常见酸式盐是___（填化学式）。

(2)锌粉法制备Na₂S₂O₄的工艺流程如图所示：

①工业上常将锌块进行预处理得到锌粉－水悬浊液，其目的是__。

②步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为__。

③在步骤Ⅲ中得到的Na₂S₂O₄固体要用乙醇洗涤，其优点是__，“后续处理”最终要加入少量的Na₂CO₃固体，其原因是__。

(3)目前，我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠，其原理是先将HCOONa和烧碱加入乙醇水溶液中，然后通入SO₂发生反应，有CO₂气体放出，总反应的离子方程式是___。

(4)有人设计了图示方法同时制备连二亚硫酸钠和过二硫酸钠（Na₂S₂O₈），并获得中国专利。电解过程中，阴极室生成Na₂S₂O₄，a极的电极反应式为__，通过阳离子交换膜的离子主要是Na⁺，其迁移方向是__（填“a到b”或“b到a”）。

Answer

NaHSO3和NaHSO4 增大锌粒的表面积，加快化学反应速率 Zn＋2SO2=ZnS2O4 减少Na2S2O4的溶解损失，易于干燥 Na2CO3为碱性物质，“保险粉”在碱性介质中较稳定 HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O 2SO42-－2e-=S2O82- a到b

【解析】

(1)Na2S2O4中S显+4价，在潮湿空气中氧化，S转化为+6价，则生成的两种常见酸式盐应为硫酸和亚硫酸的酸式盐。

(2)①将锌块进行预处理得到锌粉－水悬浊液，可以增大其与SO2的接触面积。

②步骤Ⅰ中，锌与SO2在水溶液中发生反应，生成ZnS2O4。

③Na2S2O4固体易溶于水，难溶于乙醇，用乙醇洗涤，从溶解和干燥两个方面寻找原因；Na2S2O4在碱性介质中较稳定，Na2CO3固体可提供碱性环境。

(3)HCOONa、烧碱、SO2发生反应，生成Na2S2O4、CO2等，由此可写出反应的离子方程式。

(4)a极的电解质为SO42-，由题意知，它将转化为S2O82-，由此可得出电极反应式；通过阳离子交换膜的离子主要是Na+，从电荷守恒出发可确定其迁移方向。

(1)Na2S2O4中S显+4价，在潮湿空气中被氧化，S部分转化为+6价，则生成的两种常见酸式盐为NaHSO3和NaHSO4。答案为：NaHSO3和NaHSO4；

(2)①锌粉－水悬浊液与SO2的接触面积比锌粉与SO2的接触面积大，反应速率快。答案为：增大锌粒的表面积，加快化学反应速率；

②步骤Ⅰ中，锌与SO2在水溶液中发生反应，生成ZnS2O4，反应的化学方程式为Zn＋2SO2=ZnS2O4。答案为：Zn＋2SO2=ZnS2O4；

③Na2S2O4固体易溶于水，难溶于乙醇，用乙醇洗涤，既可减少溶解损失，又易于干燥；Na2S2O4在碱性介质中较稳定，Na2CO3固体可提供碱性环境，增强“保险粉”的稳定性。答案为：减少Na2S2O4的溶解损失，易于干燥；Na2CO3为碱性物质，“保险粉”在碱性介质中较稳定；

(3)HCOONa、烧碱、SO2发生反应，生成Na2S2O4、CO2等，反应的离子方程式为HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O。答案为：HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O；

(4)a极的电解质为SO42-，由题意知，它将转化为S2O82-，电极反应式为2SO42-－2e-=S2O82-；通过阳离子交换膜的离子主要是Na+，电极反应发生后，阳极Na+富余，它应向阴极迁移，所以Na+的迁移方向是由a到b。答案为：2SO42-－2e-=S2O82-；a到b。