Question

【題目】連二亞硫酸鈉（Na2S2O4）俗稱(chēng)保險(xiǎn)粉，可以用作染色工藝的還原劑，紙漿、肥皂等的漂白劑。Na2S2O4易溶于水，難溶于乙醇，在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定，在空氣中易被氧化。回答下列問(wèn)題：

(1)Na2S2O4在潮濕空氣中氧化，生成的兩種常見(jiàn)酸式鹽是___（填化學(xué)式）。

(2)鋅粉法制備Na2S2O4的工藝流程如圖所示：

①工業(yè)上常將鋅塊進(jìn)行預(yù)處理得到鋅粉－水懸濁液，其目的是__。

②步驟Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

③在步驟Ⅲ中得到的Na2S2O4固體要用乙醇洗滌，其優(yōu)點(diǎn)是__，“后續(xù)處理”最終要加入少量的Na2CO3固體，其原因是__。

(3)目前，我國(guó)普遍采用甲酸鈉法生產(chǎn)連二亞硫酸鈉，其原理是先將HCOONa和燒堿加入乙醇水溶液中，然后通入SO2發(fā)生反應(yīng)，有CO2氣體放出，總反應(yīng)的離子方程式是___。

(4)有人設(shè)計(jì)了圖示方法同時(shí)制備連二亞硫酸鈉和過(guò)二硫酸鈉（Na2S2O8），并獲得中國(guó)專(zhuān)利。電解過(guò)程中，陰極室生成Na2S2O4，a極的電極反應(yīng)式為__，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要是Na+，其遷移方向是__（填“a到b”或“b到a”）。

Answer 1

【答案】NaHSO3和NaHSO4 增大鋅粒的表面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率 Zn＋2SO2=ZnS2O4 減少Na2S2O4的溶解損失，易于干燥 Na2CO3為堿性物質(zhì)，“保險(xiǎn)粉”在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定 HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O 2SO42-－2e-=S2O82- a到b

【解析】

(1)Na2S2O4中S顯+4價(jià)，在潮濕空氣中氧化，S轉(zhuǎn)化為+6價(jià)，則生成的兩種常見(jiàn)酸式鹽應(yīng)為硫酸和亞硫酸的酸式鹽。

(2)①將鋅塊進(jìn)行預(yù)處理得到鋅粉－水懸濁液，可以增大其與SO2的接觸面積。

②步驟Ⅰ中，鋅與SO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)，生成ZnS2O4。

③Na2S2O4固體易溶于水，難溶于乙醇，用乙醇洗滌，從溶解和干燥兩個(gè)方面尋找原因；Na2S2O4在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定，Na2CO3固體可提供堿性環(huán)境。

(3)HCOONa、燒堿、SO2發(fā)生反應(yīng)，生成Na2S2O4、CO2等，由此可寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式。

(4)a極的電解質(zhì)為SO42-，由題意知，它將轉(zhuǎn)化為S2O82-，由此可得出電極反應(yīng)式；通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要是Na+，從電荷守恒出發(fā)可確定其遷移方向。

(1)Na2S2O4中S顯+4價(jià)，在潮濕空氣中被氧化，S部分轉(zhuǎn)化為+6價(jià)，則生成的兩種常見(jiàn)酸式鹽為NaHSO3和NaHSO4。答案為：NaHSO3和NaHSO4；

(2)①鋅粉－水懸濁液與SO2的接觸面積比鋅粉與SO2的接觸面積大，反應(yīng)速率快。答案為：增大鋅粒的表面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；

②步驟Ⅰ中，鋅與SO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)，生成ZnS2O4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn＋2SO2=ZnS2O4。答案為：Zn＋2SO2=ZnS2O4；

③Na2S2O4固體易溶于水，難溶于乙醇，用乙醇洗滌，既可減少溶解損失，又易于干燥；Na2S2O4在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定，Na2CO3固體可提供堿性環(huán)境，增強(qiáng)“保險(xiǎn)粉”的穩(wěn)定性。答案為：減少Na2S2O4的溶解損失，易于干燥；Na2CO3為堿性物質(zhì)，“保險(xiǎn)粉”在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定；

(3)HCOONa、燒堿、SO2發(fā)生反應(yīng)，生成Na2S2O4、CO2等，反應(yīng)的離子方程式為HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O。答案為：HCOO-＋OH-＋2SO2=S2O42-＋CO2＋H2O；

(4)a極的電解質(zhì)為SO42-，由題意知，它將轉(zhuǎn)化為S2O82-，電極反應(yīng)式為2SO42-－2e-=S2O82-；通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要是Na+，電極反應(yīng)發(fā)生后，陽(yáng)極Na+富余，它應(yīng)向陰極遷移，所以Na+的遷移方向是由a到b。答案為：2SO42-－2e-=S2O82-；a到b。