Question

8．實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制備硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O）．Na₂S₂O₃•5H₂O是無(wú)色透明晶體，易溶于水，Na₂S₂O₃的稀溶液與BaCl₂溶液混合無(wú)沉淀生成．

（1）先向C中燒瓶加入Na₂S和Na₂S₂O₃混合溶液，再向A中燒瓶滴加濃H₂SO₄．寫(xiě)出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）當(dāng)Na₂S和Na₂CO₃完全消耗后，結(jié)束反應(yīng)．過(guò)濾C中混合物，濾液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)（填寫(xiě)操作名稱）、結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品：洗滌晶體的操作方法是沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水直至浸沒(méi)晶體，待水自然流完后，重復(fù)操作兩到三次．
（3）為了防止污染環(huán)境，E中應(yīng)加入的試劑為B（填序號(hào)）．
A．稀H₂SO₄      B．NaOH溶液      C．飽和NaHSO₃溶液
（4）該法制得的晶體中常混有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄的雜志．
①取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，過(guò)濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生（填寫(xiě)操作步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），則可確定產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄．（所需試劑從稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀HCl、蒸餾水中選擇）
②為減少產(chǎn)品中生成Na₂SO₄的量，在不改變?cè)�有裝置的基礎(chǔ)上對(duì)（1）中實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的操作是先向A中燒瓶滴加濃H₂SO₄，產(chǎn)生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液．
（5）利用硫代硫酸鈉跟I₂反應(yīng)的性質(zhì)可定量測(cè)定硫代硫酸鈉樣品的純度．
現(xiàn)取Wg硫代硫酸鈉樣品配制成VmL的溶液，加入指示劑，用含I₂為amol/L的碘水進(jìn)行滴定，耗用碘水bmL．（已知：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI）
①滴定過(guò)程中指示劑應(yīng)選用淀粉溶液．
②樣品中硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃•5H₂O）純度的表達(dá)式是$\frac{0.496ab}{W}$．

Answer 1

分析 濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫，用B裝置收集二氧化硫，C中二氧化硫、硫化鈉、碳酸鈉反應(yīng)生成硫代硫酸鈉，D為安全瓶，防倒吸，二氧化硫有毒不能直接排空，用堿液吸收尾氣．
（1）濃硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫和硫酸鈉；
（2）從溶液中制取固體，應(yīng)該采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥方法；
（3）二氧化硫有毒不能直接排空，用堿液吸收尾氣；
（4）①根據(jù)：Na₂S₂O₃•5H₂O是無(wú)色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無(wú)沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃難溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄難溶于水，難溶于稀HCl；硝酸、硫酸、鹽酸等性質(zhì)比較可知；
②亞硫酸鈉易被氧化生成硫酸鈉；
（5）①淀粉遇碘變藍(lán)；
②求出硫代硫酸鈉的質(zhì)量，樣品中硫代硫酸鈉純度=量$\frac{硫代硫酸鈉質(zhì)量}{樣品質(zhì)量}$×100%．

解答 解：（1）濃硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫和硫酸鈉，反應(yīng)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）從溶液中制取固體，應(yīng)該采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥方法；洗滌晶體的操作方法是：沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水直至浸沒(méi)晶體，待水自然流完后，重復(fù)操作兩到三次，故答案為：蒸發(fā)；沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水直至浸沒(méi)晶體，待水自然流完后，重復(fù)操作兩到三次；
（3）E裝置目的是吸收剩余的二氧化硫，因?yàn)槎�氧化硫能與氫氧化鈉反應(yīng)，所以E中試劑為氫氧化鈉，故答案為：B；
（4）①根據(jù)：Na₂S₂O₃•5H₂O是無(wú)色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無(wú)沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃難溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄難溶于水，難溶于稀HCl，以及硝酸具有強(qiáng)氧化性、加入硫酸會(huì)引入硫酸根離子可知，取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，過(guò)濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可以確定產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，故答案為：向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生；
②因?yàn)閬喠蛩徕c易被氧化生成硫酸鈉，所以為減少裝置C中生成Na₂SO₄的量，改進(jìn)后的操作是先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產(chǎn)生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液，防止Na₂SO₃被空氣中的氧氣氧化，
故答案為：先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產(chǎn)生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液；
（5）①滴定完成后，碘會(huì)有剩余，可利用淀粉溶液來(lái)檢驗(yàn)碘單質(zhì)，淀粉遇到碘單質(zhì)變藍(lán)色，故答案為：淀粉；
②根據(jù)I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI，n（I₂）=amol/L×b×10^-3L，知消耗的Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量=2n（I₂）=2amol/L×b×10^-3L，被滴定的硫代硫酸鈉質(zhì)量為2amol/L×b×10^-3L×158g/mol，故樣品中硫代硫酸鈉純度的表達(dá)式為$\frac{2amol/L×b×1{0}^{-3}L×248g/mol}{wg}$=$\frac{0.496ab}{W}$，故答案為：$\frac{0.496ab}{W}$．

點(diǎn)評(píng) 本題以制備硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O）為載體，考查了化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、配平以及物質(zhì)的分離提純、檢驗(yàn)、純度測(cè)定等，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．