Question

硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）具有較強(qiáng)的還原性，還能與中強(qiáng)酸反應(yīng)，在精細(xì)化工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛．將SO₂通入按一定比例配制成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，可制得Na₂S₂O₃?5H₂O（大蘇打）．

（1）實(shí)驗(yàn)室用Na₂SO₃和硫酸制備SO₂，可選用的氣體發(fā)生裝置是

 

（選填編號(hào)）；檢查該裝置氣密性的操作是：關(guān)閉止水夾，再

 

．
（2）在Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中不斷通入SO₂氣體的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)：
①淺黃色沉淀先逐漸增多，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

（生成的鹽為正鹽）；
②淺黃色沉淀保持一段時(shí)間不變，有無(wú)色無(wú)嗅的氣體產(chǎn)生，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

（生成的鹽為正鹽）；
③淺黃色沉淀逐漸減少（這時(shí)有Na₂S₂O₃生成）；
④繼續(xù)通入SO₂，淺黃色沉淀又會(huì)逐漸增多，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

（生成的鹽為酸式鹽）．
（3）制備Na₂S₂O₃時(shí)，為了使反應(yīng)物利用率最大化，Na₂S和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比應(yīng)為

 

；通過(guò)反應(yīng)順序，可比較出：溫度相同時(shí)，同物質(zhì)的量濃度的Na₂S溶液和Na₂CO₃溶液pH更大的是

 

．
（4）硫代硫酸鈉的純度可用滴定法進(jìn)行測(cè)定，原理是：2S₂O₃^2-+I₃^-→S₄O₆^2-+3I^-．
①為保證不變質(zhì)，配制硫代硫酸鈉溶液須用新煮沸并冷卻的蒸餾水，其理由是

 

．
②取2.500g含雜質(zhì)的Na₂S₂O₃?5H₂O晶體配成50mL溶液，每次取10.00mL用0.0500mol/L KI₃溶液滴定（以淀粉為指示劑），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下（第3次初讀數(shù)為0.00，終點(diǎn)讀數(shù)如圖e；雜質(zhì)不參加反應(yīng)）：

編號(hào)	1	2	3
消耗KI3溶液的體積/mL	19.98	20.02

到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是

 

；Na₂S₂O₃?5H₂O（式量248）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（保留4位小數(shù)）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）因?yàn)镹a₂SO₃易溶于水，a、b、c裝置均不能選用，實(shí)驗(yàn)室用Na₂SO₃和硫酸制備SO₂，可選用的氣體發(fā)生裝置是d；關(guān)閉止水夾，若氣密性很好，則分液漏斗中水不能滴入燒瓶中；
（2）①其反應(yīng)原理為SO₂+Na₂S+H₂O=H₂S+Na₂SO₃，2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，即：3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃；
②無(wú)色無(wú)味的氣體為CO₂氣體，其化學(xué)方程式為SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂；
③黃色沉淀減少的原理為Na₂SO₃+S=Na₂S₂O₃；
④根據(jù)題意Na₂S₂O₃能與中強(qiáng)酸反應(yīng)，所以淺黃色沉淀又增多的原理為Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=S↓+2NaHSO₃；
（3）3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃①
SO2+Na2CO₃=Na₂SO₃+CO₂②
Na₂SO₃+S=Na₂S2O₃③
①+②+③×3得
4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂；
所以Na₂S和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比為2：1．
因?yàn)镾O₂先和Na₂S反應(yīng)，所以溫度相同時(shí)，同物質(zhì)的量濃度的Na₂S溶液和Na₂CO₃溶液，Na₂S溶液的pH更大；
（4）①用新煮沸并冷卻的蒸餾水是為了趕出水中的氧氣避免硫代硫酸鈉被氧化；
②達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)顏色突變且30s不變色；先根據(jù)滴定消耗的標(biāo)準(zhǔn)液的體積計(jì)算出平均體積，再由2S₂O₃^2-+I₃^-→S₄O₆^2-+3I^-，的定量關(guān)系計(jì)算．

解答： 解：（1）因?yàn)镹a₂SO₃易溶于水，a、b、c裝置均不能選用，實(shí)驗(yàn)室用Na₂SO₃和硫酸制備SO₂，可選用的氣體發(fā)生裝置是d；檢查該裝置氣密性的操作是：關(guān)閉止水夾，若氣密性很好，則分液漏斗中水不能滴入燒瓶中；
故答案為：d；打開(kāi)分液漏斗活塞加水，如水無(wú)法滴入說(shuō)明氣密性良好；
（2）①淺黃色沉淀先逐漸增多，其反應(yīng)原理為SO₂+Na₂S+H₂O=H₂S+Na₂SO₃，2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，即反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃；
故答案為：3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃；
②淺黃色沉淀保持一段時(shí)間不變，有無(wú)色無(wú)嗅的氣體產(chǎn)生，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為，無(wú)色無(wú)味的氣體為CO₂氣體，其化學(xué)方程式為SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂；
故答案為：SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂；
③淺黃色沉淀逐漸減少，這時(shí)有Na₂S₂O₃生成黃色沉淀，減少的原理為：Na₂SO₃+S=Na₂S₂O₃，故答案為：Na₂SO₃+S=Na₂S₂O₃；
④根據(jù)題意Na₂S₂O₃能與中強(qiáng)酸反應(yīng)，繼續(xù)通入SO₂，淺黃色沉淀又會(huì)逐漸增多，所以淺黃色沉淀又增多的原理為：Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=S↓+2NaHSO₃；
故答案為：Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=S↓+2NaHSO₃；
（3）3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃①
SO2+Na2CO₃=Na₂SO₃+CO₂②
Na₂SO₃+S=Na₂S2O₃③
①+②+③×3得
4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂；
所以Na₂S和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比為2：1．
因?yàn)镾O₂先和Na₂S反應(yīng)，所以溫度相同時(shí)，同物質(zhì)的量濃度的Na₂S溶液和Na₂CO₃溶液，Na₂S溶液的pH更大；
故答案為：2：1；前者；
（4）①為保證不變質(zhì)，配制硫代硫酸鈉溶液須用新煮沸并冷卻的蒸餾水，其理由是：防止Na₂S₂O₃被空氣中O₂氧化；
故答案為：防止Na₂S₂O₃被空氣中O₂氧化；
②達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液，溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不再變化，
2次消耗的I₂溶液的體積平均值為20.00mL，
         2S₂O₃^2-+I₃^-→S₄O₆^2-+3I^-
         2      1
        n   0.0500mol/L×0.020L
n=0.002mol
250ml溶液中含有Cr₂O₇^2-物質(zhì)的量為0.002mol×

50

10

=0.01mol；
Na₂S₂O₃?5H₂O（式量248）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是=

0.01mol×248g/mol

2.500g

×100%=99.20%
故答案為：當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液，溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不再變化；99.20%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)流程的分析判斷，主要是物質(zhì)性質(zhì)，化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)，定量計(jì)算的應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．