Question

20．焦亞硫酸鈉（化學式為：Na₂S₂O₅）：白色粉末，水溶液顯酸性，受潮易分解，遇強酸則放出一種刺激性氣味的氣體．它是一種化工原料，常用作抗氧化劑．
工業(yè)上，常用濕法制作焦亞硫酸鈉，濕法制作有三步，其中：
第一步：在飽和碳酸鈉溶液中通入足量的SO₂，調至PH=4.1，得亞硫酸氫鈉；
第二步：…
第三步：…
根據(jù)上述內容，回答問題：
（1）焦亞硫酸鈉中S的化合價為+4
（2）第一步化學方程式為：Na₂CO₃+2SO₂+H₂O=2NaHSO₃+CO₂
（3）焦亞硫酸鈉含量測定：取焦亞硫酸鈉樣品約0.15g，于密封瓶中，加入0.05mol/L碘（I₂）滴定液50ml，塞緊，振搖溶解后，加鹽酸1ml，用0.1mol/L硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）滴定液滴定，至近終點時，加淀粉指示液2ml，繼續(xù)滴定至藍色消失，用去硫代硫酸鈉溶液VmL．并將滴定結果進行空白對比．
已知：每1ml碘滴定液（0.05mol/L）相當于4.750mg的Na₂S₂O₅．
該反應有兩個離子方程式，分別為：
a：3H₂O+S₂O₅^2-+2I₂=2SO₄^2-+4I^-+6H⁺
b：5H₂O+S₂O₃^2-+4I₂=2SO₄^2-+8I^-+10H⁺
①a反應中每消耗1mol還原劑轉移4mol電子；
②滴定至終點時的判定方法是：當?shù)稳胱詈笠坏螘r，藍色溶液褪色，且半分鐘內不變色，即為滴定終點；
③焦亞硫酸鈉的質量分數(shù)為（列式表示，不計算結果）：$\frac{（50-8V）×4.750×10{\;}^{-3}g}{0.15g}$×100%；（可能用到的相對分子質量：Na₂S₂O₅=190）
④由于碘單質在水中溶解度低，因此碘滴定液通常用I₂與KI混溶得到碘（KI₃）滴定液．取12.7g碘單質和26.6g碘化鉀加水50mL溶解后，加鹽酸3滴，定容至1000mL．該碘（KI₃）滴定液物質的量濃度為0.05mol•L^-1；該碘（KI₃）滴定液與焦亞硫酸鈉反應時具有氧化性（填“氧化”或“還原”）．[可能用到的相對原子質量：I=127、K=39]．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物質的化合價代數(shù)和為0計算焦亞硫酸鈉中S的化合價；
（2）在飽和碳酸鈉溶液中通入足量的SO₂，調至PH=4.1，得亞硫酸氫鈉和二氧化碳，據(jù)此書寫方程式；
（3）①3H₂O+S₂O₅^2-+2I₂=2SO₄^2-+4I^-+6H⁺，S₂O₅^2-中S化合價從+4升高到SO₄^2-中的+6，據(jù)此計算每消耗1mol還原劑轉移電子數(shù)；
②淀粉遇到單質碘變藍色，根據(jù)溶液顏色變化且半分鐘內不變色，可說明達到滴定終點；
③根據(jù)每1ml碘滴定液（0.05mol/L）相當于4.750mg的Na₂S₂O₅求出焦亞硫酸鈉的質量，樣品中焦亞硫酸鈉純度=$\frac{m（焦亞硫酸鈉）}{m（樣品）}$×100%；
④根據(jù)碘滴定液通常用I₂與KI混溶得到碘（KI₃）滴定液即I₂+KI=KI₃，根據(jù)12.7g碘單質和26.6g碘化鉀的量計算生成KI₃的物質的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算；根據(jù)該碘（KI₃）滴定液與焦亞硫酸鈉反應生成硫酸根判斷．

解答 解：（1）因為Na₂S₂O₅計中Na為+1價，O為-2價，物質的化合價代數(shù)和為0，所以焦亞硫酸鈉中S的化合價為+4價，故答案為：+4；
（2）在飽和碳酸鈉溶液中通入足量的SO₂，調至PH=4.1，得亞硫酸氫鈉和二氧化碳，反應方程式為Na₂CO₃+2SO₂+H₂O=2NaHSO₃+CO₂，
故答案為：Na₂CO₃+2SO₂+H₂O=2NaHSO₃+CO₂；
（3）①由a反應3H₂O+S₂O₅^2-+2I₂=2SO₄^2-+4I^-+6H⁺，S₂O₅^2-中S化合價從+4升高到SO₄^2-中的+6為還原劑，則每消耗1mol還原劑轉移電子數(shù)為（6-4）×2mol=4mol，故答案為：4；
②淀粉遇到單質碘變藍色，所以滴定至終點時的判定方法是當?shù)稳胱詈笠坏螘r，藍色溶液褪色，且半分鐘內不變色，即為滴定終點；
故答案為：當?shù)稳胱詈笠坏螘r，藍色溶液褪色，且半分鐘內不變色，即為滴定終點；
③根據(jù)b：5H₂O+S₂O₃^2-+4I₂=2SO₄^2-+8I^-+10H⁺，則剩余的碘單質n（I₂）=0.1mol/L×V×10^-3×4=4V×10^-4mol，則相對于剩余的0.05mol/L碘V（I₂）=$\frac{4V×10{\;}^{-4}mol}{0.05mol/L}$=8Vml，所以消耗Na₂S₂O₅的碘單質V（I₂）=（50-8V）ml，又每1ml碘滴定液（0.05mol/L）相當于4.750mg的Na₂S₂O₅，故焦亞硫酸鈉的質量分數(shù)為$\frac{（50-8V）×4.750×10{\;}^{-3}g}{0.15g}$×100%；
故答案為：$\frac{（50-8V）×4.750×10{\;}^{-3}g}{0.15g}$×100%；
④因為碘滴定液通常用I₂與KI混溶得到碘（KI₃）滴定液即I₂+KI=KI₃，則12.7g碘單質即$\frac{12.7}{254}$=0.05mol，26.6g碘化鉀即$\frac{26.6}{166}$=0.16mol，所以生成KI₃的物質的量為0.05mol，c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.05mol}{1L}$=0.05mol•L^-1；因為該碘（KI₃）滴定液與焦亞硫酸鈉反應生成硫酸根則焦亞硫酸鈉體現(xiàn)還原性，所以該碘（KI₃）滴定液反應時具有氧化性，故答案為：0.05mol•L^-1； 氧化．

點評 本題考查了物質百分含量的探究，側重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力．