Question

亞硫酸鈉用途廣泛，可作漂白劑、顯影劑、防護劑等．近年來，以SO₂、NH₃和NaCl為原料生產無水亞硫酸鈉的新方法得到發展．生產流程如圖1所示：

（1）中學化學實驗室實現上述流程中“分離器”作用的操作名稱是：

 

；所需玻璃儀器有

 

．
（2）“反應液1”是由SO₂通入14.8%氨水形成的亞硫酸銨溶液，在60℃～80℃時，不斷攪拌，加入NaCl細晶體，就有無水亞硫酸鈉析出，析出無水亞硫酸鈉的離子反應方程式為

 

．
（3）在“反應液2”通入足量SO₂后，溶液中的陰離子除OH^-外還有

 

；在“反應液3”中通入足量NH₃的目的是：

 

．
（4）該生產方法的原料利用率（每制100g無水亞硫酸鈉，各物質的消耗量及副產品物量）如表格：

原料	理論值	實際值	利用率
SO2	50.79	54.4	93.36%
NaCl	92.86	101.0	91.94%
NH3	26.98	30.5	88.46%
副產品NH4Cl	a	87.1	--------

副產品NH₄Cl的理論值a為：

 

；它與NH₄Cl實際值有差別的可能原因是：

 

．
（5）無水亞硫酸鈉粗品常用重結晶的方法進行精制，請完善能實現物料循環的精制亞硫酸鈉操作的流程圖（如圖2所示）．

Answer 1

分析：（1）流程中“分離器”作用是分離固體和液體，根據過濾操作分析儀器；
（2）亞硫酸銨與NaCl生成晶Na₂SO₃體；
（3）通入足量SO₂后有亞硫酸氫根生成；在“反應液3”中通入足量NH₃把HSO₃^-轉化為SO₃^2-；
（4）根據反應方程式計算理論上NH₄Cl的產量；
（5）根據重結晶的實驗操作分析．

解答：解：（1）流程中“分離器”作用是分離固體和液體，所以操作名稱是：過濾；根據過濾操作可知所需玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒；
故答案為：過濾；漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）亞硫酸銨與NaCl生成晶Na₂SO₃體，所以析出無水亞硫酸鈉的離子反應方程式為2Na⁺+SO₃^2-=Na₂SO₃↓；
故答案為：2Na⁺+SO₃^2-=Na₂SO₃↓；
（3）通入足量SO₂后有亞硫酸氫根生成，已知原溶液中有Cl^-，所以在“反應液2”通入足量SO₂后，溶液中的陰離子除OH^-外還有HSO₃^-、Cl^-；在“反應液3”中通入足量NH₃把HSO₃^-轉化為SO₃^2-，然后循環到“反應液1”與NaCl反應生成無水亞硫酸鈉晶體；
故答案為：HSO₃^-、Cl^-；補充氨使溶液中的HSO₃^-轉化為SO₃^2-；
（4）生成NH₄Cl的反應方程為：（NH₄）₂SO₃+2NaCl=Na₂SO₃↓+2NH₄Cl；已知消耗NaCl的理論值為92.86g，
則  NaCl～NH₄Cl
   58.5     53.5
   92.86g    ag
即

58.5

92.86g

=

53.5

ag

，解得a=84.92g，由于產品中可能含有雜質，所以理論值比實際值要小；
故答案為：84.92g；NH₄Cl實際值偏高，可能產品中含有雜質；
（5）重結晶的實驗操作為：將樣品加水溶解，然后蒸發濃縮、冷卻結晶，再過濾，干燥，得到較純的晶體，所以精制亞硫酸鈉操作的流程圖為
故答案為：．

點評：本題考查了工藝流程圖，涉及常見的實驗操作，儀器的選擇，方程式的書寫，理論產量的計算等，題目涉及的內容較多，難度中等．