Question

13．NaCN為劇毒無(wú)機(jī)物．某興趣小組查資料得知，實(shí)驗(yàn)室里的NaCN溶液可用Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行解毒銷(xiāo)毀，他們開(kāi)展了以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)根據(jù)要求回答問(wèn)題：
實(shí)驗(yàn)Ⅰ．硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O）的制備：
已知Na₂S₂O₃•5H₂O對(duì)熱不穩(wěn)定，超過(guò)48℃即開(kāi)始丟失結(jié)晶水，現(xiàn)以Na₂CO₃和Na₂S物質(zhì)的量之比為2：1的混合溶液及SO₂氣體為原料，采用如圖裝置制備N(xiāo)a₂S₂O₃•5H₂O．
（1）將Na₂S和Na₂CO₃按反應(yīng)要求的比例一并放入三頸燒瓶中，注入150mL蒸餾水使其溶解，在蒸餾燒瓶中加入Na₂SO₃固體，在分液漏斗中注入C（填以下選擇項(xiàng)的字母），并按下圖安裝好裝置，進(jìn)行反應(yīng)．
A．稀鹽酸         B．濃鹽酸        C．70%的硫酸     D．稀硝酸
（2）pH小于7會(huì)引起Na₂S₂O₃溶液的變質(zhì)反應(yīng)，會(huì)出現(xiàn)淡黃色渾濁．反應(yīng)約半小時(shí)，當(dāng)溶液pH接近或不小于7時(shí)，即可停止通氣和加熱．如果通入SO₂過(guò)量，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃+S↓；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ．產(chǎn)品純度的檢測(cè)：
（3）已知：Na₂S₂O₃•5H₂O的摩爾質(zhì)量為248g/mol；2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．取晶體樣品a g，加水溶解后，滴入幾滴淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定到終點(diǎn)時(shí)，消耗碘水溶液v mL．
①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是最后滴入一滴碘水，溶液顏色由無(wú)色變成藍(lán)色，且半分鐘內(nèi)部褪色；   
②該樣品純度是$\frac{4.96×1{0}^{-3}v}{a}×100%$；
（4）滴定過(guò)程中可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低的是BD；
A．錐形瓶未用Na₂S₂O₃溶液潤(rùn)洗
B．錐形瓶中溶液變藍(lán)后立刻停止滴定，進(jìn)行讀數(shù)
C．滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)    
D．滴定管尖嘴內(nèi)滴定前無(wú)氣泡，滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡
實(shí)驗(yàn)Ⅲ．有毒廢水的處理：
（5）興趣小組的同學(xué)在采取系列防護(hù)措施及老師的指導(dǎo)下進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
向裝有2mL 0.1mol/L 的NaCN溶液的試管中滴加2mL 0.1mol/L 的Na₂S₂O₃溶液，兩反應(yīng)物恰好完全反應(yīng)，但無(wú)明顯現(xiàn)象，取反應(yīng)后的溶液少許滴入盛有10mL 0.1mol/L FeCl₃溶液的小燒杯，溶液呈現(xiàn)血紅色，請(qǐng)寫(xiě)出Na₂S₂O₃解毒的離子反應(yīng)方程式CN^-+S₂O₃^2-=SCN^-+SO₃^2-．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）以亞硫酸鈉、硫化鈉和碳酸鈉等為原料、采用下述裝置制備硫代硫酸鈉，根據(jù)反應(yīng)原理可知，蒸餾燒瓶中加入的酸要使反應(yīng)保持較快的反應(yīng)速率，濃鹽酸、硝酸都易揮發(fā)，而稀鹽酸加入，反應(yīng)速率較慢，據(jù)此答題；
（2）根據(jù)題意，Na₂S₂O₃在酸性條件下會(huì)生成S，當(dāng)溶液中pH接近或不小于7時(shí)，如果SO₂通過(guò)量，會(huì)生成NaHSO₃，據(jù)此書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
II．（3）①淀粉遇碘變藍(lán)色；
②n（I₂）=0.010mol/L×（v×10^-3 ）L=10^-5vmol，根據(jù)2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆及原子守恒得n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=n（Na₂S₂O₃）=2n（I₂）=2v×10^-5mol，m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=2v×10^-5mol×248g/mol=4.96v×10^-3g，
其純度=$\frac{m（N{a}_{2}{S}_{2}{O}_{3}.5{H}_{2}）}{樣品質(zhì)量}$×100%；
（4）A．錐形瓶未用Na₂S₂O₃溶液潤(rùn)洗，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)影響；
B．用碘水滴定Na₂S₂O₃溶液，錐形瓶中溶液變藍(lán)后立刻停止滴定，進(jìn)行讀數(shù)，則加入的碘水的量不足；
C．滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)使讀取的數(shù)值偏大；
D．滴定管尖嘴內(nèi)滴定前無(wú)氣泡，滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡，則讀出的標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏��；
（5）根據(jù)題中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，生成的溶液能使 FeCl₃溶液呈現(xiàn)血紅色，說(shuō)明有SCN^-產(chǎn)生，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可書(shū)寫(xiě)離子方程式．

解答 解：Ⅰ．（1）以亞硫酸鈉、硫化鈉和碳酸鈉等為原料、采用下述裝置制備硫代硫酸鈉，根據(jù)反應(yīng)原理可知，蒸餾燒瓶中加入的酸要使反應(yīng)保持較快的反應(yīng)速率，濃鹽酸、硝酸都易揮發(fā)，而稀鹽酸加入，反應(yīng)速率較慢，所以用70%的硫酸，故選C；
（2）根據(jù)題意，Na₂S₂O₃在酸性條件下會(huì)生成S，當(dāng)溶液中pH接近或不小于7時(shí)，如果SO₂通過(guò)量，會(huì)生成NaHSO₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃+S↓，
故答案為：Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃+S↓；
II．（3）①淀粉遇碘變藍(lán)色，其它物質(zhì)和淀粉不反應(yīng)，所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象是：最后滴入一滴碘水，溶液顏色由無(wú)色變成藍(lán)色，且半分鐘內(nèi)部褪色，
故答案為：最后滴入一滴碘水，溶液顏色由無(wú)色變成藍(lán)色，且半分鐘內(nèi)部褪色；
②n（I₂）=0.010mol/L×（v×10^-3 ）L=10^-5vmol，根據(jù)2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆及原子守恒得n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=n（Na₂S₂O₃）=2n（I₂）=2v×10^-5mol，m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=2v×10^-5mol×248g/mol=4.96v×10^-3g，
其純度=$\frac{m（N{a}_{2}{S}_{2}{O}_{3}.5{H}_{2}）}{樣品質(zhì)量}$×100%=$\frac{4.96v×1{0}^{-3}g}{ag}×100%$=$\frac{4.96×1{0}^{-3}v}{a}×100%$，
故答案為：$\frac{4.96×1{0}^{-3}v}{a}×100%$；
（4）A．錐形瓶未用Na₂S₂O₃溶液潤(rùn)洗，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)影響，故A錯(cuò)誤；
B．用碘水滴定Na₂S₂O₃溶液，錐形瓶中溶液變藍(lán)后立刻停止滴定，進(jìn)行讀數(shù)，則加入的碘水的量不足，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低，故B正確；
C．滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)使讀取的數(shù)值偏大，則會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大，故C錯(cuò)誤；
D．滴定管尖嘴內(nèi)滴定前無(wú)氣泡，滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡，則讀出的標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏小，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低，故D正確，
故選BD；
（5）由題中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，生成的溶液能使 FeCl₃溶液呈現(xiàn)血紅色，說(shuō)明有SCN^-產(chǎn)生，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可知共離子方程式為CN^-+S₂O₃^2-=SCN^-+SO₃^2-，
故答案為：CN^-+S₂O₃^2-=SCN^-+SO₃^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點(diǎn)，涉及誤差分析、氧化還原反應(yīng)、方程式的計(jì)算、滴定實(shí)驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn)，明確元素化合物性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)操作方法是解本題關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，易錯(cuò)點(diǎn)是誤差分析．