Question

15．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應(yīng)制得：Na₂SO₃+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃，常溫下溶液中析出的晶體為Na₂S₂O₃•5H₂O．Na₂S₂O₃•5H₂O于40℃-45℃熔化，48℃分解；Na₂S₂O₃易溶于水，不溶于乙醇．在水中有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖1所示．

Ⅰ．現(xiàn)按如下方法制備Na₂S₂O₃•5H₂O：
將硫化鈉和碳酸鈉按反應(yīng)要求比例一并放入三頸燒瓶中，注入150mL蒸餾水使其溶解，在分液漏斗中，注入濃鹽酸，在裝置2中加入亞硫酸鈉固體，并按如圖2安裝好裝置．
（1）儀器2的名稱為蒸餾燒瓶，裝置6中可放入CD．
A．BaCl₂溶液     B．濃H₂SO₄     C．酸性KMnO₄溶液     D．NaOH溶液
（2）打開分液漏斗活塞，注入濃鹽酸使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫氣體較均勻的通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，并用磁力攪拌器攪動(dòng)并加熱，反應(yīng)原理為：
①Na₂CO₃+SO₂═Na₂SO₃+CO₂ ②Na₂S+SO₂+H₂O═Na₂SO₃+H₂S
③2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O         ④Na₂SO₃+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃
總反應(yīng)式為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂
隨著二氧化硫氣體的通入，看到溶液中有大量淺黃色固體析出，繼續(xù)通二氧化硫氣體，反應(yīng)約半小時(shí)．當(dāng)溶液中pH接近或不小于7時(shí)，即可停止通氣和加熱．溶液pH要控制不小于7理由是S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O（用離子方程式表示）．
Ⅱ．分離Na₂S₂O₃•5H₂O并標(biāo)定溶液的濃度：

（1）為減少產(chǎn)品的損失，操作①為趁熱過濾，操作②是抽濾洗滌干燥，其中洗滌操作是用乙醇（填試劑）作洗滌劑．
（2）蒸發(fā)濃縮濾液直至溶液呈微黃色渾濁為止，蒸發(fā)時(shí)為什么要控制溫度不宜過高溫度過高會(huì)導(dǎo)致析出的晶體分解．
（3）稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品配置成硫代硫酸鈉溶液，并用間接碘量法標(biāo)定該溶液的濃度：用分析天平準(zhǔn)確稱取基準(zhǔn)物質(zhì)K₂Cr₂O₇（摩爾質(zhì)量294g/moL）0.5880克．平均分成3份分別放入3個(gè)錐形瓶中，加水配成溶液，并加入過量的KI并酸化，發(fā)生下列反應(yīng)Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+7H₂O+3I₂，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-．滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為溶液由藍(lán)色恰好變成無色，且半分鐘不恢復(fù)，三次消耗Na₂S₂O₃溶液的平均體積為20.00mL，則所標(biāo)定的硫代硫酸鈉溶液的濃度為0.2000mol•L^-1．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)儀器的構(gòu)造來確定儀器2的名稱；實(shí)驗(yàn)中有SO₂生成，而SO₂是大氣污染物，不能隨意排放，需要尾氣處理，酸性高錳酸鉀溶液或氫氧化鈉溶液可以和二氧化硫之間反應(yīng)；
（2）在酸性條件下，硫代硫酸鈉易生成SO₂、S和水；
Ⅱ．（1）硫代硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而降低，據(jù)此確定物質(zhì)的分離方法；Na₂S₂O₃易溶于水，不溶于乙醇，所以洗滌時(shí)要注意硫代硫酸鈉的損耗；
（2）根據(jù)Na₂S₂O₃•5H₂O于40～45℃熔化，48℃分解的性質(zhì)來回答；
（3）碘遇淀粉顯藍(lán)色，根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)，得到關(guān)系式：K₂Cr₂O₇～3I₂～6 Na₂S₂O₃，據(jù)此計(jì)算即可．

解答 解：Ⅰ．（1）根據(jù)儀器的構(gòu)造可知，儀器2的名稱為蒸餾燒瓶；由于實(shí)驗(yàn)中有SO₂生成，而SO₂是大氣污染物，不能隨意排放，需要尾氣處理．隨意裝置6的作用是吸收SO₂，防止污染空氣．SO₂是酸性氧化物，且具有還原性，所以可用酸性高錳酸鉀溶液或氫氧化鈉溶液吸收，選CD，
故答案為：蒸餾燒瓶；CD；
（2）因?yàn)樵谒嵝詶l件下，硫代硫酸鈉易生成SO₂、S和水，反應(yīng)的離子方程式是S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，所以溶液pH要控制不小于7．
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
Ⅱ．（1）由于硫代硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而降低，所以操作I應(yīng)該是趁熱過濾；Na₂S₂O₃易溶于水，不溶于乙醇，所以為防止洗滌損失硫代硫酸鈉，應(yīng)該用乙醇作洗滌劑．
故答案為：趁熱過濾；乙醇；
（2）由于Na₂S₂O₃•5H₂O于40～45℃熔化，48℃分解，所以蒸發(fā)時(shí)要控制溫度不宜過高的原因是溫度過高會(huì)導(dǎo)致析出的晶體分解．
故答案為：溫度過高會(huì)導(dǎo)致析出的晶體分解；
（3）由于碘遇淀粉顯藍(lán)色，所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為溶液由藍(lán)色恰好變成無色，且半分鐘不恢復(fù)；根據(jù)反應(yīng)的方程式可知：
 K₂Cr₂O₇～3I₂～6 Na₂S₂O₃
1mol               6mol
$\frac{1}{3}$×$\frac{0.5880}{294}$mol   c×0.02000L
解得c=0.2000mol/L，
故答案為：溶液由藍(lán)色恰好變成無色，且半分鐘不恢復(fù)；0.2000．

點(diǎn)評(píng) 本題以實(shí)驗(yàn)探究的方式考查學(xué)生物質(zhì)的分離和提純方面的知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，注意知識(shí)的歸納和梳理是解題的關(guān)鍵，難度較大．