Question

18．连二亚硫酸钠（Na₂S₂O₄），又称保险粉，是印刷工业中重要的还原剂．某课题小组进行如下实验：
Ⅰ．【查阅资料】
（1）连二亚硫酸钠（Na₂S₂O₄）是一种白色粉末，易溶于水，难溶于乙醇．
（2）2Na₂S₂O₄+4HCl═4NaCl+S↓+3SO₂↑+2H₂O；
Na₂S₂O₃+2HCl═2NaCl+S↓+SO₂↑+H₂O．
Ⅱ．【制备方法】
75℃时将甲酸钠和纯碱加入乙醇水溶液中，通入 SO₂进行反应，完成其反应方程
式：HCOONa+1Na₂CO₃+4SO₂□=2Na₂S₂O₄+3CO₂+□，冷却至 40～50℃，过滤，用乙醇洗涤，干燥制得 Na₂S₂O₄．
Ⅲ．【Na₂S₂O₄的性质】
（1）Na₂S₂O₄溶液在空气中易被氧化．课题小组测定 0.050mol/LNa₂S₂O₄溶液在空气中 pH 变化如图所示：
0～t₁段主要生成HSO₃^-，根据 pH 随时间的变化图象知，HSO₃^-的电离程度＞（填“＜”或“＞”）水解程度．课题小组推测 Na₂S₂O₄溶液在空气中易被氧化，0～t₁段发生离子反应方程式为2S₂O₄^2-+O₂+2H₂O=4HSO₃^-．t₃时溶液中主要阴离子符号是SO₄^2-．
（2）隔绝空气加热Na₂S₂O₄固体完全分解，得到固体产物Na₂SO₃、Na₂S₂O₃和气体为SO₂（填化学式）．
请你设计实验验证产物有 Na₂S₂O₃存在，完成如表中内容．
（供选择的试剂：稀盐酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、KMnO₄溶液）

实验步骤（不要求写出具体操作过程）	预期的实验现象和结论

Answer 1

分析 Ⅱ．（1）根据电子得失守恒和原子守恒书写化学方程式；连二亚硫酸钠是一种白色粉末，易溶于水，难溶于乙醇；
Ⅲ．（1）溶液显酸性，HSO₃^-的电离程度大于水解程度；Na₂S₂O₄溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠，t3时溶液的pH=1，说明溶液的酸性较强，因此亚硫酸氢钠被氧化为硫酸氢钠；
（2）隔绝空气加热Na₂S₂O₄固体完全分解，得到固体产物Na₂SO₃、Na₂S₂O₃和气体，其中亚硫酸钠是氧化产物，而Na₂S₂O₃中S是+2价，则根据氧化还原反应中电子得失守恒可知气体应该是SO₂．根据反应Na₂S₂O₃+2HCl=2NaCl+S↓+SO₂↑+H₂O可知要检验硫代硫酸钠．

解答 解：Ⅱ．（1）反应中S元素的化合价从+4价降低到+3价，得到1个电子．甲酸钠中碳元素的化合价从+2价升高到+4价，则根据电子得失守恒和原子守恒可知反应的化学方程式为2HCOONa+Na₂CO₃+4SO₂=2Na₂S₂O₄+3CO₂+H₂O．连二亚硫酸钠是一种白色粉末，易溶于水，难溶于乙醇，因此可以用乙醇洗涤产品，
故答案为：2HCOONa+Na₂CO₃+4SO₂=2Na₂S₂O₄+3CO₂+H₂O；乙醇；
Ⅲ．（1）Na₂S₂O₄溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠，则0～t1段发生离子反应方程式为 2S₂O₄^2-+O₂+2H₂O=4HSO₃^-．0～t₁段主要先生成HSO₃^-，溶液显酸性，HSO₃^-的电离程度大于水解程度，t3时溶液的pH=1，说明溶液的酸性较强，因此亚硫酸氢钠被氧化为硫酸氢钠，则溶液中主要阴离子符号是SO₄^2-，
故答案为：＞；2S₂O₄^2-+O₂+2H₂O=4HSO₃^-；SO₄^2-；
（2）隔绝空气加热Na₂S₂O₄固体完全分解，得到固体产物Na₂SO₃、Na₂S₂O₃和气体，其中亚硫酸钠是氧化产物，而Na₂S₂O₃中S是+2价，则根据氧化还原反应中电子得失守恒可知气体应该是SO₂．根据反应Na₂S₂O₃+2HCl=2NaCl+S↓+SO₂↑+H₂O可知要检验硫代硫酸钠，则只需要取少量完全分解的固体产物于试管中，加入稀盐酸，如果有淡黄色沉淀，则有Na₂S₂O₃存在，故答案为：SO₂；

实验步骤（不要求写出具体操作过程）	预期的实验现象和结论
取少量完全分解的固体产物于试管中，加入稀盐酸	若有淡黄色沉淀，则有Na2S2O3存在

点评 本题考查氧化还原反应、水解反应、物质制备和检验实验设计与探究，涉及对反应原理、装置及操作的分析评价、离子方程式的书写等，注意对物质性质信息的应用，题目难度中等．