Question

18．Na₂S₂O₃是化學(xué)定量實(shí)驗(yàn)中的常用物質(zhì)，用Na₂SO₃和硫粉在水溶液中加熱反應(yīng)，可以制得Na₂S₂O₃．已知10℃和70℃時(shí)，Na₂S₂O₃在100g水中的溶解度分別為60.0g和212g．常溫下，從溶液中析出的晶體是Na₂S₂O₃•5H₂O．
現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室欲制取Na₂S₂O₃•5H₂O晶體，步驟如下：
①稱取12.6g Na₂SO₃于燒杯中，溶于80.0mL水．
②另取4.0g硫粉，用少許乙醇潤(rùn)濕后，加到上述溶液中．
③用小火加熱至微沸，反應(yīng)約1小時(shí)后過濾．
④濾液在經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶后析出Na₂S₂O₃•5H₂O晶體．
⑤進(jìn)行減壓過濾并干燥．
（1）加入的硫粉用乙醇潤(rùn)濕的目的是增加反應(yīng)物接觸面積，提高反應(yīng)速率．
（2）步驟④應(yīng)采取的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．
（3）濾液中除Na₂S₂O₃和可能未反應(yīng)完全的Na₂SO₃外，最可能存在的無機(jī)雜質(zhì)是Na₂SO₄．它是由由于Na₂SO₃被空氣氧化而產(chǎn)生的．如果濾液中該雜質(zhì)的含量不很低，其檢測(cè)的方法是：取出少許溶液，加稀鹽酸至酸性，靜置后，取上層清液或過濾除去S，再加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)渾濁則含Na₂SO₄，反之不含．
（4）若要計(jì)算在100℃下將溶液蒸發(fā)至體積為30.0mL，再冷卻至10℃時(shí)所能得到的Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量，你認(rèn)為B．
A．前面提供的數(shù)據(jù)已經(jīng)足夠
B．還需要提供100℃時(shí)溶液的密度（1.14g/cm³）
C．還需要提供結(jié)晶后剩余溶液的體積（10.0mL）
（5）為了測(cè)產(chǎn)品的純度，稱取7.440g產(chǎn)品，配制成250mL溶液，用移液管移取25.00mL于錐形瓶中，再用濃度為0.0510mol/L的I₂水進(jìn)行滴定（2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-），平行3次實(shí)驗(yàn)，消耗I₂的體積為30.88mL．則所得產(chǎn)品的純度為105%．你認(rèn)為影響純度的主要因素是其含有的Na₂SO₃也會(huì)和I₂發(fā)生反應(yīng)，從而影響純度．

Answer 1

分析 （1）硫粉難溶于水、微溶于乙醇，乙醇濕潤(rùn)可以使硫粉易于分散到溶液中，硫在酒精中微溶，可以增大接觸面積，提高反應(yīng)速率；
（2）溶液中得到溶質(zhì)固體的方法是通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，干燥等步驟得到；
（3）由于S₂O₃^2?具有還原性，易被氧氣氧化成硫酸根離子可知雜質(zhì)為硫酸鈉，依據(jù)硫酸根離子檢驗(yàn)方設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)；
（4）若要計(jì)算在100℃下將溶液蒸發(fā)至體積為30.0mL，再冷卻至10℃時(shí)所能得到的Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量，需要知道10℃時(shí)Na₂S₂O₃的溶解度，以及100℃時(shí)溶液的密度和Na₂SO₃與S粉完全反應(yīng)后生成的Na₂S₂O₃的質(zhì)量分析；
（5）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₄^2-+2I^-計(jì)算即可，測(cè)定樣品的純度就是以碘標(biāo)準(zhǔn)溶液為標(biāo)準(zhǔn)的，如果滴定終點(diǎn)沒有控制好，碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加過量也會(huì)和亞硫酸鈉反應(yīng)．

解答 解：（1）硫粉難溶于水微溶于乙醇，所以硫粉在反應(yīng)前用乙醇濕潤(rùn)是使硫粉易于分散到溶液中，有利于硫粉和Na₂SO₃溶液充分接觸，加快反應(yīng)速率
故答案為：增加反應(yīng)物接觸面積，提高反應(yīng)速率；
（2）通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，干燥等步驟得到溶液中的溶質(zhì)固體，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；
（3）S₂O₃^2?具有還原性，能夠被氧氣氧化成硫酸根離子，濾液中除Na₂S₂O₃和可能未反應(yīng)完全的Na₂SO₃外，存在被氧化產(chǎn)物硫酸鈉，所以可能存在的雜質(zhì)是硫酸鈉，其檢測(cè)的方法依據(jù)硫酸根離子檢驗(yàn)：取出少許溶液，加鹽酸至酸性后，區(qū)上層清液或過濾除去S，再加BaCl₂溶液．則加入的鹽酸發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂SO₃+2HCl═SO₂↑+H₂O+2NaCl，Na₂S₂O₃+2HCl=S↓+SO₂↑+H₂O+2NaCl，取出少許溶液，加稀鹽酸至酸性，靜置后，取上層清液，再加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)渾濁則含Na₂SO₄，反之不含，
故答案為：取出少許溶液，加稀鹽酸至酸性，靜置后，取上層清液或過濾除去S，再加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)渾濁則含Na₂SO₄，反之不含；
（4）若要計(jì)算在100℃下將溶液蒸發(fā)至體積為30.0mL，再冷卻至10℃時(shí)所能得到的Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量，需要知道10℃時(shí)Na₂S₂O₃的溶解度，以及100℃時(shí)溶液的密度和Na₂SO₃與S粉完全反應(yīng)后生成的Na₂S₂O₃的質(zhì)量，故選B，
故答案為：B；
（5）碘的物質(zhì)的量為：0.0510mol•L^-l×0.03088L=0.0015748mol，
2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，
2       1
x      0.0015748mol
解x=0.0031496mol，故Na₂S₂O₃•5H₂O的物質(zhì)的量為0.0031492mol，質(zhì)量為：0.0031492×248g/mol=0.7811g，
則稱取7.440g產(chǎn)品，配制成250mL溶液中，Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量為=0.7811g×$\frac{250}{25}$=7.811g
故產(chǎn)品的純度為：$\frac{7.811g}{7.44g}$×100%=105%，
碘單質(zhì)有強(qiáng)的氧化性，Na₂SO₃具有還原性，Na₂SO₃會(huì)和I₂發(fā)生反應(yīng)，從而影響純度，
故答案為：105%；含有的Na₂SO₃也會(huì)和I₂發(fā)生反應(yīng)，從而影響純度．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了試劑的作用、物質(zhì)的推斷、滴定的計(jì)算、方程式的書寫等知識(shí)，（5）計(jì)算量較大，題目難度較大，注意關(guān)系式的應(yīng)用．