Question

19．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大蘇打”，又稱為“海波”，可用于照相業(yè)作定型劑，也可用于紙漿漂白作脫氧劑，它易溶于水，難溶于乙醇，加熱、遇酸均易分解，工業(yè)上常用亞硫酸鈉法、硫化堿法等制備，某實驗模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉，其反應裝置及所需試劑如圖1：

實驗具體操作步驟為：
①開啟分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，適當調節(jié)分液漏斗的滴速，使反應產(chǎn)生的SO₂氣體均勻的通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，同時開啟電動攪拌器攪動，水浴加熱，微沸
②直至析出的渾濁不再消失，并控制溶液的PH接近7時，停止通入SO₂氣體
③趁熱過濾，將濾液加熱濃縮，冷卻析出Na₂S₂O₃•5H₂O
④在經(jīng)過濾、洗滌、干燥．得到所需產(chǎn)品
（1）寫出儀器A的名稱蒸餾燒瓶，步驟④中洗滌時，為了減少產(chǎn)物的損失的試劑可以是乙醇
（2）為了保證硫代硫酸鈉的產(chǎn)量，實驗中不能讓溶液PH＜7，請用離子方程式解釋原因S₂O₃^2-+2H⁺═S+SO₂↑+H₂O
（3）最后得到的產(chǎn)品可能含有反應Na₂SO₄雜質，請設計實驗檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄（已知BaS₂O₃不溶于水），簡要說明實驗操作．現(xiàn)象和結論取樣，先加足量的鹽酸酸化，過濾，取澄清液體加入氯化鋇溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，說明含有硫酸鈉雜質，反之，不含
（4）測定產(chǎn)品純度
①準確稱取1.00g產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑用
0.1000mol•L^-1碘的標準溶液滴定，反應原理為2S₂O₃^2-+I₂ ═S₄O₃^2-+2I^-，滴定起始和終點的滴定管液面位置如圖2則消耗碘的標準溶液體積為16.00 mL，產(chǎn)品的純度為79.36%
②若滴定時振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，則會使樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質量分數(shù)的測量結果偏低（填“偏高”“偏低”或“不變”）．
（5）Na₂S₂O₃常用于脫氧劑，在溶液易被Cl₂氧化SO₄^2-，該反應的離子方程式為．S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O═2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

Answer 1

分析 本實驗利用模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉，涉及SO₂的實驗室制法和用氫氧化鈉溶液吸收SO₂的尾氣，重點考查了產(chǎn)物的提純及純度的分析，可以運用冷卻結晶的方法從混合液中獲得晶體，再通過水洗和乙醇的洗澡干燥獲得成品，最后利用滴定的方法測定純度，涉及原理、誤差分析和數(shù)據(jù)處理，據(jù)此解答問題；
（1）由儀器結構特征，可知A為蒸餾燒瓶；由題目信息可知，硫代硫酸鈉易溶于水、難溶于乙醇，應用乙醇洗滌，減少因溶解導致?lián)p失；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會反應生成S和二氧化硫；
（3）加入鹽酸，Na₂S₂O₃反應生成S沉淀，靜置后取上層清液，滴加BaCl₂溶液，檢驗溶液中是否含有硫酸根離子；
（4）根據(jù)圖示的滴定管中液面讀出初讀數(shù)、終讀數(shù)，然后計算出消耗碘的標準溶液體積，根據(jù)反應2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，n（S₂O₃^2-）=2n（I₂），然后碘單質的物質的量計算出Na₂S₂O₃•5H₂O質量及產(chǎn)品的純度，若滴定時振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，說明反應物沒有完全反應，還需繼續(xù)滴加標準液，產(chǎn)生誤差；
（5）Na₂S₂O₃還原性較強，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，反應生成硫酸鈉、氯化鈉，配平書寫離子方程式．

解答 解：（1）由儀器結構特征，可知A為蒸餾燒瓶；由題目信息可知，硫代硫酸鈉易溶于水、難溶于乙醇，應用乙醇洗滌，減少因溶解導致?lián)p失，故答案為：蒸餾燒瓶；乙醇；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會生成S和二氧化硫，產(chǎn)率會下降，其反應的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑，故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
（3）檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄的實驗方案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液（或過濾，取濾液）、滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質，故答案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液（或過濾，取濾液）、滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質；
（4）根據(jù)圖示的滴定管中液面可知，滴定管中初始讀數(shù)為2.50mL，滴定終點液面讀數(shù)為18.50mL，所以消耗碘的標準溶液體積為18.50mL-2.50mL=16.00mL；
根據(jù)反應2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，n（S₂O₃^2-）=2n（I₂），所以1.00 g產(chǎn)品中含有Na₂S₂O₃•5H₂O質量為：0.1000 mol•L^-1×16.00×10^-3L×2×248g/mol=0.7936g，故則產(chǎn)品的純度為$\frac{0.7936g}{1.00g}$×100%=79.36%，需要縷縷滴加，可知標準液體積偏小，導致測定結果偏低，故答案為：16.00；79.36；偏低；
（5）Na₂S₂O₃還原性較強，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，配平后的離子方程式為：S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺，故答案為：S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

點評 本題考查實驗方案方案，涉及儀器識別、對操作的分析評價、方程式書寫、離子檢驗、化學計算等，側重實驗分析能力及知識綜合應用能力的考查，題目難度中等．