Question

4．（制備型實(shí)驗(yàn)題）
Na₂S₂O3?5H₂O在化學(xué)定量分析中常用作基準(zhǔn)物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室制備原理為2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S₂O₃+CO₂．現(xiàn)設(shè)計(jì)如下裝置（夾持儀器省略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）C中所盛試劑可能是NaOH溶液；若要停止A中的化學(xué)反應(yīng)，除取下酒精燈加熱外，還可以采取的操作是將銅絲抽離液面停止反應(yīng)．
（3）甲同學(xué)在加熱A后，發(fā)現(xiàn)液面下的銅絲變黑．該同學(xué)對(duì)黑色生成物提出如下假設(shè)：
①可能是CuO；         ②可能是Cu₂O；         ③可能是CuS
乙同學(xué)認(rèn)為假設(shè)②一定不成立，依據(jù)是Cu₂O是磚紅色；該同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證黑色物質(zhì)的組成：
基于上述假設(shè)分析，黑色物質(zhì)的組成為CuS（填化學(xué)式）．
（4）實(shí)驗(yàn)室用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定廢水中Ba²⁺的濃度，過(guò)程如下：（已知：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-）．
廢水25.00mL$→_{過(guò)濾}^{足量K_{2}CrO_{4}溶液}$BaCrO₄固體$→_{稀鹽酸}^{過(guò)量HI}$I₂、Cr³⁺、Ba²⁺、Cl^-$\stackrel{Na_{2}S_{2}O_{3}溶液}{→}$終點(diǎn)   
①寫(xiě)出BaCrO₄沉淀與過(guò)量HI、HCl溶液反應(yīng)的離子方程式：2BaCrO₄+16H⁺+6I^-═3I₂+2Ba²⁺+2Cr³⁺+8H₂O；
②若以淀粉為指示劑，則達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是滴入最后一滴，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色；
③若Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.0030mol?L^-1，消耗該Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積如圖3所示，則廢水中Ba²⁺的濃度為0.0011mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）在加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；
（2）二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物且有毒，不能直接排空，�?yīng)該用堿性溶液吸收；還可以將Cu和濃硫酸分離；
（3）Cu₂O為磚紅色固體；根據(jù)圖片知該黑色固體不溶于稀硫酸，不能是CuO；
（4）①BaCrO₄和過(guò)量HI反應(yīng)生成I₂、Cr³⁺、Ba²⁺，該反應(yīng)中Cr元素化合價(jià)由+6價(jià)變?yōu)?3價(jià)、I元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)；
②碘遇淀粉試液變藍(lán)色；
③根據(jù)硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量計(jì)算碘的物質(zhì)的量，根據(jù)碘和鋇離子之間的關(guān)系計(jì)算鋇離子物質(zhì)的量濃度．

解答 解：（1）在加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)方程式為Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物且有毒，不能直接排空，�?yīng)該用堿性溶液吸收，所以C可能是NaOH溶液；還可以將Cu和濃硫酸分離，即將銅絲抽離液面而停止反應(yīng)，
故答案為：NaOH溶液；將銅絲抽離液面停止反應(yīng)；
（3）Cu₂O為磚紅色，該固體為黑色，所以不可能是Cu₂O；CuO屬于堿性氧化物，能溶于稀硫酸，該黑色固體不溶于稀硫酸，所以不可能是CuO，只能是CuS，
故答案為：Cu₂O是磚紅色；CuS；
（4）①BaCrO₄和過(guò)量HI反應(yīng)生成I₂、Cr³⁺、Ba²⁺，該反應(yīng)中Cr元素化合價(jià)由+6價(jià)變?yōu)?3價(jià)、I元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，離子反應(yīng)方程式為2BaCrO₄+16H⁺+6I^-═3I₂+2Ba²⁺+2Cr³⁺+8H₂O，故答案為：2BaCrO₄+16H⁺+6I^-═3I₂+2Ba²⁺+2Cr³⁺+8H₂O；
②碘遇淀粉試液變藍(lán)色，如果滴入最后一滴，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)不變色，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)，
故答案為：滴入最后一滴，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不變色；
③根據(jù)2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-得n（I₂）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×[（27.60-0.10）×10^-3]L×0.0030mol•L^-1=4.125×10^-2mol/L，根據(jù)2BaCrO₄+6H⁺+16I^-═3I₂+2Ba²⁺+2Cr³⁺+8H₂O得n（Ba²⁺）=$\frac{2}{3}$n（I₂）=$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{2}$×0.04125=0.0275mmol，c（Ba²⁺）=0.0275mmol÷25.00mL=0.0011mol?L^-1，故答案為：0.0011mol•L^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題以硫及其化合物為載體考查氧化還原反應(yīng)離子方程式的書(shū)寫(xiě)、方程式的計(jì)算、探究物質(zhì)組成等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷、計(jì)算及知識(shí)綜合應(yīng)用能力，難點(diǎn)是鋇離子濃度計(jì)算，明確方程式中各個(gè)物理量之間的關(guān)系，題目難度中等．