Question

14．海波（Na2S₂O₃•5H₂O）可用作脫氯劑、定影劑、解毒劑．硫粉和亞硫酸鈉溶液煮沸可得Na2S₂O₃•5H₂O．海波的部分性質(zhì)如下：易溶于水，不溶于乙醇；熔點48.2℃；在潮濕的空氣中易潮解．請回答下列有關(guān)實驗問題：
（Ⅰ）海波的制取
實驗室制備海波過程如下：

（1）操作中趁熱過濾的原因是防止溫度降低時海波的析出，以減少海波的損失．
（2）減壓過濾后所得初產(chǎn)品需經(jīng)過洗滌、干燥，洗滌液采用乙醇，而不用蒸餾水或稀硫酸的原因是海波不溶于乙醇、硫代硫酸鈉能溶于蒸餾水（硫不溶于蒸餾水）、硫代硫酸鈉能與硫酸反應(yīng)（S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O）．

參照丁圖簡述對海波晶體洗滌的方法關(guān)小水龍頭，加入乙醇沒過產(chǎn)物，讓乙醇慢慢通過晶體．
（Ⅱ）海波純度的測定
碘水滴定硫代硫酸鈉的反應(yīng)原理為：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-．某同學用干燥的錐形瓶稱取產(chǎn)品ag，向錐形瓶中加適量的蒸餾水使其溶解，再滴加適量淀粉溶液作為指示劑，然后用c mol•L^-1的標準碘水滴定，當達到滴定終點時，消耗VmL標準碘水．
（3）判斷滴定終點時的現(xiàn)象為當?shù)渭幼詈笠坏螛藴实庖簳r，錐形瓶中溶液的顏色由無色變?yōu)樗{色且半分鐘內(nèi)不褪色．
（4）該海波（Na2S₂O₃•5H₂O）樣品的純度為$\frac{49.6cV}{a}$%．
（5）下列因素中，導(dǎo)致滴定結(jié)果偏高的是BC．
A．錐形瓶未干燥
B．滴定管經(jīng)水洗后末用標準液潤洗
C．滴定前平視，滴定后仰視
D．滴定前，滴定管中的液面處于“0”刻度以下
（Ⅲ）實驗探究
探究一：為探究外界條件對化學反應(yīng)速率的影響因素，取一部分產(chǎn)品與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)設(shè)計了以下四組實驗：

組號	反應(yīng)溫度（℃）	Na2S2O3		H2O	H2SO4
		V/mL	c/mol•L-1	V/mL	V/mL	c/mol•L-1
①	10	10	0.1	0	10	0.1
②	10	5	0.1	5	10	0.1
③	30	10	0.1	0	10	0.1
④	30	5	0.1	5	10	0.1

（6）上述四組實驗中通過兩兩比較，能夠得出反應(yīng)速率影響因素的實驗組合有4組．

探究二：取一部分初產(chǎn)品與稀硫酸反應(yīng)，為檢驗實驗過程中產(chǎn)生的SO₂氣體，設(shè)計了如圖甲、乙和丙的探究裝置．
（7）上述裝置中最合理的是乙（填“甲”或“乙”或“丙”），寫出檢驗SO₂的離子反應(yīng)方程式5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）用硫粉和亞硫酸鈉溶液煮沸可得Na₂S₂O₃•5H₂O，在反應(yīng)后的混合物中要除去固體雜質(zhì)，使Na₂S₂O₃•5H₂O留在濾液中，所以要趁熱過濾，減少海波的損失；
（2）海波易溶于水，不溶于乙醇，硫代硫酸鈉能與硫酸反應(yīng)，所以洗滌液采用乙醇，而不用蒸餾水或稀硫酸，根據(jù)丁圖可知，該裝置是抽濾的裝置，根據(jù)抽濾的操作答題；
（3）淀粉溶液作為指示劑，終點時溶液中出現(xiàn)碘單質(zhì)，所以溶液由無色變?yōu)樗{色；
（4）根據(jù)反應(yīng)I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，由碘的物質(zhì)的量計算出海波的物質(zhì)的量，進而計算出海波的質(zhì)量，根據(jù)純度=$\frac{海波的質(zhì)量}{樣品的質(zhì)量}$×100%計算；
（5）A．錐形瓶未干燥，對實驗結(jié)果沒有影響；
B．滴定管經(jīng)水洗后末用標準液潤洗，標準液被稀釋，濃度下降；
C．滴定前平視，滴定后仰視，讀出來的數(shù)據(jù)比實際數(shù)據(jù)大；
D．滴定前，滴定管中的液面處于“0”刻度以下，對實驗結(jié)果沒有影響；
（6）探究化學反應(yīng)速率的影響因素，只能改變一個條件，其他條件要相同，做對比實驗，據(jù)此判斷；
（7）檢驗實驗過程中產(chǎn)生的SO₂氣體，可以使二氧化硫氣體通過高錳酸鉀溶液，在圖中裝置里，二氧化硫氣體應(yīng)從長導(dǎo)管進入高錳酸鉀溶液，據(jù)此選擇，二氧化硫與高錳酸鉀反應(yīng)生成硫酸根離子與錳離子．

解答 解：（1）用硫粉和亞硫酸鈉溶液煮沸可得Na₂S₂O₃•5H₂O，在反應(yīng)后的混合物中要除去固體雜質(zhì)，使Na₂S₂O₃•5H₂O留在濾液中，所以要趁熱過濾，減少海波的損失，
故答案為：防止溫度降低時海波的析出，以減少海波的損失；
（2）海波易溶于水，不溶于乙醇，硫代硫酸鈉能與硫酸反應(yīng)（S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O），所以洗滌液采用乙醇，而不用蒸餾水或稀硫酸，根據(jù)丁圖可知，該裝置是抽濾的裝置，所以對海波晶體洗滌的方法是關(guān)小水龍頭，加入乙醇沒過產(chǎn)物，讓乙醇慢慢通過晶體，
故答案為：海波不溶于乙醇、硫代硫酸鈉能溶于蒸餾水（硫不溶于蒸餾水）、硫代硫酸鈉能與硫酸反應(yīng)（S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O）；關(guān)小水龍頭，加入乙醇沒過產(chǎn)物，讓乙醇慢慢通過晶體；
（3）淀粉溶液作為指示劑，終點時溶液中出現(xiàn)碘單質(zhì)，所以溶液由無色變?yōu)樗{色，所以判斷滴定終點時的現(xiàn)象為當?shù)渭幼詈笠坏螛藴实庖簳r，錐形瓶中溶液的顏色由無色變?yōu)樗{色且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：當?shù)渭幼詈笠坏螛藴实庖簳r，錐形瓶中溶液的顏色由無色變?yōu)樗{色且半分鐘內(nèi)不褪色；
（4）根據(jù)反應(yīng)I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，反應(yīng)中碘的物質(zhì)的量為cV×10^-3mol，所以海波的質(zhì)量為2×cV×10^-3mol×248g/mol，所以純度=$\frac{2×cV×10{\;}^{-3}×248g}{ag}$×100%=$\frac{49.6cV}{a}$%，
故答案為：$\frac{49.6cV}{a}$%；
（5）A．錐形瓶未干燥，對實驗結(jié)果沒有影響，故A不選；
B．滴定管經(jīng)水洗后末用標準液潤洗，標準液被稀釋，濃度下降，用掉的標準液的體積偏大，導(dǎo)致滴定結(jié)果偏高，故B選；
C．滴定前平視，滴定后仰視，讀出來的數(shù)據(jù)比實際數(shù)據(jù)大，導(dǎo)致滴定結(jié)果偏高，故C選；
D．滴定前，滴定管中的液面處于“0”刻度以下，對實驗結(jié)果沒有影響，故D不選；
故選BC；
（6）探究化學反應(yīng)速率的影響因素，只能改變一個條件，其他條件要相同，做對比實驗，通過比較表中四組數(shù)據(jù)可知，比較①③或②④可得出溫度對反應(yīng)速率的影響，比較③④或①②可得濃度對反應(yīng)速率的影響，所以能夠得出反應(yīng)速率影響因素的實驗組合有4組，
故答案為：4；
（7）檢驗實驗過程中產(chǎn)生的SO₂氣體，可以使二氧化硫氣體通過高錳酸鉀溶液，在圖中裝置里，二氧化硫氣體應(yīng)從長導(dǎo)管進入高錳酸鉀溶液，所以選擇乙裝置，反應(yīng)的離子方程式為，
故答案為：乙；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．

點評 本題考查了物質(zhì)制備實驗探究，物質(zhì)性質(zhì)和生產(chǎn)流程中發(fā)生的化學反應(yīng)的分析判斷，實驗基本操作的靈活運用及樣品純度的計算為解題關(guān)鍵，題目難度中等．