Question

2．大蘇打是五水合硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃•5H₂O）的俗稱，又稱海波，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無沉淀生成．向Na₂CO₃和Na₂S混合溶液中通入SO₂反應(yīng)后制得Na₂S₂O₃•5H₂O，通常制得的產(chǎn)品含有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄．
Ⅰ、某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O），實驗裝置如圖所示（省略夾持裝置）：

實驗步驟：
（1）檢查裝置氣密性，按圖示加入試劑．儀器a的名稱是分液漏斗，組裝儀器之前必須檢查儀器a是否漏水的操作是關(guān)閉活塞，向分液漏斗內(nèi)注入一定量水，觀察活塞是否漏水，旋轉(zhuǎn)活塞180⁰觀察活塞是否漏水．E中NaOH溶液的作用是吸收SO₂，防止污染空氣．
（2）先向C中燒瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液，再向A中燒瓶滴加H₂SO₄．A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（3）待C反應(yīng)結(jié)束后，過濾其混合物，將濾液蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品．
Ⅱ．【探究與反思】
（4）為驗證產(chǎn)品 中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，該小組設(shè)計了以下實驗方案，請將方案補充完整．（所需試劑從稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀HCl、BaCl₂溶液、蒸餾水中選擇）

實驗操作	現(xiàn)象	結(jié)論
取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液	有白色沉淀生成
過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl	沉淀部分溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生	確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4

（5）為減少裝置C中生成Na₂SO₄的量，在不改變原有裝置的基礎(chǔ)上對實驗步驟（2）進行了改進，改進后的操作是先向A中燒瓶滴加濃H₂SO₄，產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液．
（6）為測定所得樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的純度，稱取mg產(chǎn)品配成稀溶液并除去Na₂SO₃和Na₂SO₄，然后用c mol•L^-1標準碘溶液進行滴定（用淀粉溶液作指示劑），反應(yīng)方程式為2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．若三次滴定平均消耗碘溶液的體積為V mL，則測量的Na₂S₂O₃•5H₂O的純度為$\frac{49.6cV}{m}$%．（已知Na₂S₂O₃•5H₂O的式量是248）

Answer 1

分析 I．（1）根據(jù)儀器構(gòu)造和作用可知；E裝置目的是吸收剩余的二氧化硫，因為二氧化硫能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，與稀H₂SO₄和飽和NaHSO₃溶液不反應(yīng)；
（2）A裝置由亞硫酸鈉和濃硫酸制備二氧化硫氣體；
II．（4）根據(jù)：Na₂S₂O₃•5H₂O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃難溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄難溶于水，難溶于稀HCl；硝酸、硫酸、鹽酸等性質(zhì)比較可知；
（5）根據(jù)亞硫酸鈉易被氧化生成硫酸鈉分析；
（6）依據(jù)反應(yīng)的定量關(guān)系 2S₂O₃^2-～I₂，計算碘單質(zhì)消耗的硫代硫酸鈉，計算得到樣品的純度．

解答 解：Ⅰ．（1）儀器a為分液漏斗，使用前要檢漏，方法為：關(guān)閉活塞，向分液漏斗內(nèi)注入一定量水，觀察活塞是否漏水，旋轉(zhuǎn)活塞180⁰觀察活塞是否漏水；E裝置的氫氧化鈉溶液吸收SO₂，防止污染空氣；
故答案為：分液漏斗；關(guān)閉活塞，向分液漏斗內(nèi)注入一定量水，觀察活塞是否漏水，旋轉(zhuǎn)活塞180⁰觀察活塞是否漏水；吸收SO₂，防止污染空氣；
（2）A裝置由亞硫酸鈉和濃硫酸制備二氧化硫氣體，反應(yīng)為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
II．（4）根據(jù)：Na₂S₂O₃•5H₂O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃難溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄難溶于水，難溶于稀HCl，以及硝酸具有強氧化性、加入硫酸會引入硫酸根離子可知，取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可以確定產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄；
故答案為：過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl；沉淀部分溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生；
（5）因為亞硫酸鈉易被氧化生成硫酸鈉，所以為減少裝置C中生成Na₂SO₄的量，改進后的操作是先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產(chǎn)生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液；
故答案為：先向A中燒瓶滴加濃H₂SO₄，產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液；
（6）根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，I₂～2Na₂S₂O₃，樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的物質(zhì)的量是cmol/L×V×10^-3L×2，
所以在產(chǎn)品中的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{cmol/L×V×1{0}^{-3}L×2×248g/mol}{m}×100%$=$\frac{49.6cV}{m}$%，
故答案為：$\frac{49.6cV}{m}$．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗驗證和實驗方法應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)的掌握和實驗基本操作是解題關(guān)鍵，題目難度中等．