Question

【题目】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，是一种强还原剂，广泛用于纺织工业。

（1）在一定温度下，将足量SO2气体通入甲酸(HCOOH)和NaOH混合溶液中，即有保险粉生成同时生成一种气体。该反应的化学方程式为_________________________。

（2）保险粉可用于除去废水中的重铬酸根离子(Cr2O72﹣被转化为Cr3+)，这是目前除去酸性废水中铬离子的有效方法之一，则每消耗0.2mol保险粉，理论上可除去Cr2O72﹣的物质的量为__________mol

（3）Na2S2O4溶液在空气中易被氧化，某课题小组测定0.050mol·L﹣1Na2S2O4溶液在空气pH变化如下图1；

①0-t1段主要生成HSO3﹣，根据pH变化图，推测0-t1发生反应的离子方程式为_______________；

②t3时溶液中主要阴离子是_________，t2-t3阶段pH变小的主要原因是______________________。

③若t1时溶液中Na2S2O4全部被氧化成NaHSO3，此时溶液中c(SO32﹣)—c(H2SO3)=___mol·L﹣1(填准确值，不考虑溶液体积变化)。

（4）利用图2所示装置(电极均为惰性电极)也可使NaHSO3转化为Na2S2O4，并获得较浓的硫酸。

①a为电源的________(填“正极”或“负极”)；

②阴极的电极反应式为_____________________。

Answer 1

【答案】（1）NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O；（2）0.2；（3）①2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-；②SO42-或HSO4-；HSO3-被空气中的氧气氧化生成硫酸，溶液中氢离子浓度增大；（4）①正极；②2HSO3-+2H++2e- = S2O42-+2H2O。

【解析】

试题分析：（1）SO2气体通入甲酸钠的碱性溶液可以生成Na2S2O4，反应的化学方程式为NaOH + HCOONa +2SO2 = Na2S2O4 + CO2 + H2O；

（2）根据电子得失守恒可知，保险粉与重铬酸根离子反应的关系式为Cr2O72-～Na2S2O4，所以每消耗0.2mol保险粉，理论上可以除去Cr2O72-的物质的量为0.2mol，故答案为：0.2；

（3）①0～t1段主要先生成HSO3-，溶液显酸性，说明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，0～t1 发生离子反应方程式为：2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-，故答案为：2+O2+2H2O=4HSO3-；

②t3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SO42-或HSO4-，t2-t3阶段pH变小，主要是因为HSO3-被空气中的氧气氧化生成硫酸，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，故答案为：SO42-或HSO4-；HSO3-被空气中的氧气氧化生成硫酸，溶液中氢离子浓度增大；

（4） ①与电源a电极相连的电极上二氧化硫被氧化为硫酸，发生氧化反应，该电极为电解池的阳极，故a为电源的正极，故答案为：正极；②阴极上发生还原反应，亚硫酸氢钠被还原为Na2S2O4，电极反应式为2HSO3-+2H++2e- = S2O42-+2H2O， 故答案为：2HSO3-+2H++2e- = S2O42-+2H2O。