Question

11．硫代硫酸鈉俗稱(chēng)保險(xiǎn)粉，又名“大蘇打”．可用于照相業(yè)作定影劑、紙漿漂白作脫氯劑，也可用于氰化物、砷、汞、鉛、鉍、碘等中毒的治療，也是一種常用的實(shí)驗(yàn)試劑．
Ⅰ．已知：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+S↓+SO₂+H₂O，某研究小組依據(jù)該反應(yīng)探究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	實(shí)驗(yàn)溫度 /℃	Na2S2O3		H2SO4		蒸餾水體積 /mL
		體積/mL	濃度/mol•L-1	體積/mL	濃度/mol•L-1
①	25	10	0.1	10	0.1	0
②	25	5	0.1	10	0.1	5
③	25	5	0.2	10	0.2	5
④	50	5	0.1	10	0.1	5
⑤	50	10	0.2	5	0.2	5

下列有關(guān)說(shuō)法正確的是AD
A．實(shí)驗(yàn)①和②探究其他條件不變時(shí)Na₂S₂O₃濃度對(duì)相關(guān)反應(yīng)速率的影響
B．實(shí)驗(yàn)①和③溶液變渾濁的時(shí)間相同
C．其他條件不變時(shí)，探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)選擇實(shí)驗(yàn)③和⑤
D．該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中采用的研究方法是實(shí)驗(yàn)比較法
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)室用SO₂通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中來(lái)制備硫代硫酸鈉．反應(yīng)原理為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂本實(shí)驗(yàn)對(duì)Na₂S純度要求較高，利用圖1所示的裝置可將工業(yè)級(jí)的Na₂S提純．已知Na₂S常溫下微溶于酒精，加熱時(shí)溶解度迅速增大，雜質(zhì)不溶于酒精．提純過(guò)程為：將已稱(chēng)量好的工業(yè)級(jí)Na₂S放入圓底燒瓶中，加入一定質(zhì)量的酒精和少量水．按圖1所示裝配所需儀器，向冷凝管通入冷卻水，同時(shí)水浴加熱．待燒瓶中固體不再減少時(shí)，停止加熱．將燒瓶取下，立即趁熱過(guò)濾，再冷卻結(jié)晶，過(guò)濾．將所得固體洗滌、干燥，得到Na₂S•9H₂O晶體．

（1）在提純過(guò)程中“趁熱過(guò)濾”操作的目的是防止硫化鈉結(jié)晶析出而損失、去除雜質(zhì)；
（2）用圖2所示裝置制取Na₂S₂O₃，其中盛放Na₂SO₃固體的玻璃儀器名稱(chēng)是蒸餾燒瓶，NaOH溶液的作用是吸收SO₂等尾氣，防止污染．
（3）保險(xiǎn)粉樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）可通過(guò)氧化還原滴定法測(cè)定，相關(guān)反應(yīng)方程式為2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．
準(zhǔn)確稱(chēng)取W　g樣品于錐形瓶中，用適量蒸餾水溶解，并滴加淀粉溶液作指示劑．用0.1000　mol•L?¹碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定．
請(qǐng)回答：
①到達(dá)滴定終點(diǎn)的標(biāo)志滴入最后一滴碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液變?yōu)樗{(lán)色，且30s內(nèi)不恢復(fù)原色；
②滴定起始和終點(diǎn)的液面位置如圖3，則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為18.10mL，產(chǎn)品的純度為$\frac{0.362M}{W}$%（設(shè)Na₂S₂O₃•5H₂O相對(duì)分子質(zhì)量為M）．
③若滴定時(shí)振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，則會(huì)使樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的純度的測(cè)量結(jié)果偏低（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析 I．A．實(shí)驗(yàn)①、②的溫度相等，c（H₂SO₄）相等，c（Na₂S₂O₃）不相等，故實(shí)驗(yàn)①、②是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；
B．實(shí)驗(yàn)①、③的溫度相等，c（Na₂S₂O₃）相等，c（H₂SO₄）不相等，反應(yīng)速率不相等；
C．實(shí)驗(yàn)③、⑤溫度不相等，c（H₂SO₄）和c（Na₂S₂O₃）也均不相等；
D．采取控制變量法對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響；
Ⅱ．（1）過(guò)濾除去不溶雜質(zhì)，若溫度冷卻，硫化鈉會(huì)結(jié)晶析出而損失；
（2）盛放Na₂SO₃固體的玻璃儀器是蒸餾燒瓶，三頸燒瓶?jī)?nèi)反應(yīng)結(jié)束會(huì)有未反應(yīng)的二氧化硫，直接排放會(huì)污染空氣；
（3）①用配制的碘溶液滴定硫代硫酸鈉，利用碘單質(zhì)遇碘單質(zhì)變藍(lán)指示反應(yīng)終點(diǎn)
②終點(diǎn)讀數(shù)與起點(diǎn)讀數(shù)之差為消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，根據(jù)方程式計(jì)算
③局部變色就停止滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏小，測(cè)定結(jié)果偏低．

解答 解：I．A．實(shí)驗(yàn)①、②的溫度相等，c（H₂SO₄）相等，c（Na₂S₂O₃）不相等，故實(shí)驗(yàn)①、②是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，故A正確；
B．實(shí)驗(yàn)①、③的溫度相等，c（Na₂S₂O₃）相等，c（H₂SO₄）不相等，③中c（H₂SO₄）較大，反應(yīng)速率較快，變渾濁時(shí)間較短，故B錯(cuò)誤；
C．探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證物質(zhì)的濃度相等，而實(shí)驗(yàn)③、⑤溫度不相等，c（H₂SO₄）和c（Na₂S₂O₃）也均不相等，實(shí)驗(yàn)②、④中c（H₂SO₄）和c（Na₂S₂O₃）均相等，但溫度不等，故實(shí)驗(yàn)②、④是探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，故C錯(cuò)誤；
D．采取控制變量法對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響，故D正確，
故選：AD；
Ⅱ．（1）過(guò)濾除去不溶雜質(zhì)，若溫度冷卻，硫化鈉會(huì)結(jié)晶析出而損失，
故答案為：防止硫化鈉結(jié)晶析出而損失、去除雜質(zhì)；
（2）盛放Na₂SO₃固體的玻璃儀器是蒸餾燒瓶，三頸燒瓶?jī)?nèi)反應(yīng)結(jié)束會(huì)有未反應(yīng)的二氧化硫，裝置中氫氧化鈉是吸收尾氣的主要作用，因?yàn)樵�料氣二氧化硫是污染性氣體不能排放到空氣中，以防止污染空氣，
故答案為：蒸餾燒瓶；吸收SO₂等尾氣，防止污染；
（3）①用配制的碘溶液滴定硫代硫酸鈉，滴入最后一滴碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液變?yōu)樗{(lán)色，且30s內(nèi)不恢復(fù)原色，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)，
故答案為：滴入最后一滴碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液變?yōu)樗{(lán)色，且30s內(nèi)不恢復(fù)原色；
②終點(diǎn)讀數(shù)為18.10mL，起點(diǎn)讀數(shù)為0.00mL，故消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為18.10mL，
設(shè)Na₂S₂O₃•5H₂O的純度為x，則：
2Na₂S₂O₃•5H₂O～2Na₂S₂O₃～I(xiàn)₂
2M g                 1mol
Wxg                 18.10×10^-3L×0.1000　mol•L^-1
故2M g：Wx g=1mol：18.10×10^-3L×0.1000　mol•L^-1
解得x=$\frac{0.362M}{W}$%，
故答案為：18.10；$\frac{0.362M}{W}$%；
③局部變色就停止滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏小，會(huì)使樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的純度的測(cè)量結(jié)果偏低，
故答案為：偏低．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于拼合型題目，涉及探究溫度和濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響、物質(zhì)實(shí)驗(yàn)制備、氧化還原反應(yīng)滴定等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．