Question

Na₂S₂O₃?5H₂O（俗稱海波）是照相業(yè)常用的一種定影劑．工業(yè)上制得的Na₂S₂O₃?5H₂O晶體中可能含有Na₂SO₃．為測(cè)定某海波樣品的成分，稱取三份質(zhì)量不同的該樣品，分別加入相同濃度的硫酸溶液30mL，充分反應(yīng)（Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O）后濾出硫，微熱濾液使SO₂全部逸出．測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表（氣體體積已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）．

	第一份	第二份	第三份
樣品的質(zhì)量/g	6.830	13.660	30.000
二氧化硫氣體的體積/L	0.672	1.344	2.688
硫的質(zhì)量/g	0.800	1.600	3.200

試計(jì)算：
（1）所用硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

．
（2）樣品中n（Na₂S₂O₃?5H₂O）：n（Na₂SO₃）=

 

．
（3）某環(huán)境監(jiān)測(cè)小組用上述海波樣品配制含Na₂S₂O₃0.100mol?L^-1的海波溶液，并利用它測(cè)定某工廠廢水中Ba²⁺的濃度．他們?nèi)�廢水50.00mL，控制適當(dāng)?shù)乃岫燃尤胱懔康腒₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；沉淀經(jīng)洗滌、過濾后，用適量的稀鹽酸溶解，此時(shí)CrO₄^2-全部轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-；再加過量KI溶液，充分反應(yīng)后，用上述配制的海波溶液進(jìn)行滴定，反應(yīng)完全時(shí)，測(cè)得消耗海波溶液的體積為36.00mL．已知有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為：
①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O
②I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-
③I₂+SO₃^2-+H₂O═2I^-+SO₄^2-+2H⁺
則滴定過程中可用

 

作指示劑．計(jì)算該工廠廢水中Ba²⁺的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析：（1）先根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知第三份的反應(yīng)中硫酸不足，然后根據(jù)硫酸不足的反應(yīng)數(shù)據(jù)計(jì)算出硫酸的物質(zhì)的量及濃度；
（2）第一份中硫酸過量，樣品中的Na₂S₂O₃?5H₂O和亞硫酸鈉完全反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)生成的硫的質(zhì)量及二氧化硫的物質(zhì)的量計(jì)算出樣品中Na₂S₂O₃?5H₂O和亞硫酸鈉的物質(zhì)的量之比；
（3）根據(jù)滴定過程中有碘單質(zhì)參與，可以選用淀粉作為指示劑；根據(jù)消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積計(jì)算出消耗的硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算出鋇離子的物質(zhì)的量及濃度．

解答：解：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，第一、第二份樣品硫酸過量，而第三份樣品硫酸不足，根據(jù)反應(yīng)方程式：Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O，n（H₂SO₄）=n（SO₂）=

2.688L

22.4L/mol

=0.12mol，硫酸的物質(zhì)的量濃度為：c（H₂SO₄）=

0.12mol

0.03L

=4 mol?L^-1，
故答案為：4 mol?L^-1；
（2）第一份中硫酸過量，由Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O可知，x=n（Na₂S₂O₃）=n（S）=

0.800g

32g/mol

=0.025mol，同時(shí)生成二氧化硫的物質(zhì)的量為：n（SO₂）=0.025mol，第一份樣品總共生成二氧化硫的物質(zhì)的量為：

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol，
亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成的二氧化硫?yàn)椋?.03mol-0.025mol=0.005mol，
由Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O可知，n（Na₂SO₃）=n（SO₂）=0.005mol，
所以n（Na₂S₂O₃?5H₂O）：n（Na₂SO₃）=0.025mol：0.005mol=5：1，
故答案為：5：1；
（3）沉淀過程中有碘單質(zhì)參與，所以選用淀粉作為指示劑；
故答案為：淀粉；
解：滴定消耗36mL海波溶液中含有硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量為：n（Na₂S₂O₃）=0.036L×0.100 mol?L^-1=0.0036mol，
根據(jù)（2）可知，消耗的海波溶液中含有的亞硫酸鈉的物質(zhì)的量為：n（Na₂SO₃）=0.0036mol÷5=0.00072mol，
根據(jù)題中反應(yīng)方程式可得關(guān)系式：①2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-，
所以n₁（BaCrO₄）=

n(Na2S2O3)×2

6

=

0.0036mol×2

6

=0.0012mol，
②2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～3SO₃^2-，
n₂（BaCrO₄）=

n(Na2SO3)×2

3

=

0.00072mol×2

3

=0.00048mol，
則：c（Ba²⁺）=

(1.2+0.48)×10-3mol

0.05L

=3.36×10^-2 mol?L^-1，
答：該工廠廢水中Ba²⁺的物質(zhì)的量濃度為3.36×10^-2 mol?L^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了測(cè)定某海波樣品的成分、測(cè)定工廠廢水中Ba²⁺的物質(zhì)的量濃度的方法，題目難度較大，該題是高考題中常見的題型，側(cè)重了對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)答題能力的培養(yǎng)和方法與技巧的指導(dǎo)和訓(xùn)練，有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和應(yīng)試能力，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)．