Question

5．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）可由亞硫酸鈉和硫粉通過(guò)化合反應(yīng)制得．
已知：
①Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在；
②硫代硫酸鈉與碘反應(yīng)的離子方程式為：2S₂O₃^2-+I₂→S₄O₆^2-+2I^-
（Ⅰ）制備N(xiāo)a₂S₂O₃•5H₂O
①打開(kāi)K₁，關(guān)閉K₂，向放有銅片的圓底燒瓶中加入足量濃硫酸，加熱．圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
②C中混合液被氣流攪動(dòng)，反應(yīng)一段時(shí)間后，硫粉的量逐漸減少．
C中碳酸鈉的作用是提供堿性環(huán)境，作反應(yīng)物．D中可能發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O、CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O．“停止C中的反應(yīng)”的操作
是打開(kāi)K₂，關(guān)閉K₁．
③過(guò)濾C中的混合液．將濾液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、烘干，得到產(chǎn)品．
④裝置B中盛放的試劑是（填化學(xué)式）NaOH溶液，其作用是在C中的反應(yīng)停止后，吸收A中產(chǎn)生的多余SO₂，防止空氣污染．
（Ⅱ）用I₂的標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定產(chǎn)品的純度取5.5g產(chǎn)品，配制成100mL溶液．取10.00mL溶液，以淀粉溶液為指示劑，用濃度為0.050mol/L I₂的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表所示．

編號(hào)	1	2	3
溶液的體積/mL	10.00	10.00	10.00
消耗I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL	19.95	17.10	20.05

滴定時(shí)，達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是加入最后一滴I₂標(biāo)準(zhǔn)溶液后，溶液變藍(lán)，且半分鐘內(nèi)顏色不改變．Na₂S₂O₃•5H₂O在產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是90.2%（用百分?jǐn)?shù)表示，且保留1位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （Ⅰ）①銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；
②Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，二氧化硫通入碳酸鈉溶液中反應(yīng)生成亞硫酸鈉和硫粉反應(yīng)生成硫代硫酸鈉；裝置D是用氫氧化鈉吸收未反應(yīng)的二氧化硫和產(chǎn)生的二氧化碳；停止C裝置反應(yīng)打開(kāi)K₂，關(guān)閉K₁；
④裝置B是利用氫氧化鈉溶液吸收多余的二氧化硫氣體；
（Ⅱ）以淀粉溶液為指示劑，用濃度為0.050mol/L I₂的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，終點(diǎn)現(xiàn)象為溶液變藍(lán)色且半分鐘內(nèi)不褪色；依據(jù)反應(yīng)的定量關(guān)系 2S₂O₃^2-+I₂→S₄O₆^2-+2I^-．計(jì)算碘單質(zhì)消耗的硫代硫酸鈉，計(jì)算得到樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（Ⅰ）①銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，二氧化硫通入碳酸鈉溶液中反應(yīng)生成亞硫酸鈉和硫粉反應(yīng)生成硫代硫酸鈉，C中混合液被氣流攪動(dòng)，反應(yīng)一段時(shí)間后，硫粉的量逐漸減少，所以C中碳酸鈉的作用是做反應(yīng)物，提供堿性環(huán)境，裝置D是用氫氧化鈉吸收未反應(yīng)的二氧化硫和產(chǎn)生的二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為SO₂+2OH ^-=SO₃^2-+H₂O、CO₂+2OH ^-=CO₃^2-+H₂O，停止C中的反應(yīng)的操作是應(yīng)打開(kāi)K₂，關(guān)閉K₁ ，
故答案為：提供堿性環(huán)境，作反應(yīng)物；SO₂+2OH ^-=SO₃^2-+H₂O、CO₂+2OH ^-=CO₃^2-+H₂O；打開(kāi)K₂，關(guān)閉K₁；
④為防止過(guò)量的二氧化硫污染性氣體排放到空氣中污染環(huán)境，裝置B是利用氫氧化鈉溶液吸收多余的二氧化硫氣體；
故答案為：NaOH；在C中的反應(yīng)停止后，吸收A中產(chǎn)生的多余SO₂，防止空氣污染；
（Ⅱ）以淀粉溶液為指示劑，用濃度為0.050mol/L I₂的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，終點(diǎn)現(xiàn)象為溶液變藍(lán)色且半分鐘內(nèi)不褪色；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，第二次實(shí)驗(yàn)中消耗I₂標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏小，舍去，則實(shí)際消耗I₂標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的平均值是=$\frac{19.95+20.05}{2}$=20ml，則根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，2S₂O₃^2-+I₂→S₄O₆^2-+2I^-，所以樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的物質(zhì)的量是0.050mol/L×0.0200L×2×10=0.02mol，則Na₂S₂O₃•5H₂O在產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.02mol×248g/mol}{5.5g}$×100%=90.2%；
故答案為：加入最后一滴I₂標(biāo)準(zhǔn)溶液后，溶液變藍(lán)，且半分鐘內(nèi)顏色不改變；90.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)的掌握和實(shí)驗(yàn)基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度中等．