Question

5．海波（Na₂S₂O₃•5H₂O）常用手紡織和造紙工業(yè)，海波是無色透明的晶體，易溶于水，遇酸立即分解：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O硫化堿法是工業(yè)上制備海波的方法之一，反應原理為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂某研究小組在實驗室用硫化堿法制備Na₂S₂O₃•5H₂O，實驗裝置如圖所示：

（1）裝置A中滴加濃硫酸的儀器名稱是分液漏斗，發(fā)生反應的化學方程式是Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，實驗室還可以用A裝置制取的氣體單質有Cl₂（填化學式）．
（2）裝置C中連接多孔球泡可以提高S O₂的吸收效率，其依據的原理是增大氣體與溶液的接觸面積．
（3）裝置D的作用是檢驗裝置C中SO₂的吸收效率，D中的試劑可以是ad．
a．品紅溶液    b．氫氧化鈉溶液    c．酚酞溶液    d．酸性高錳酸鉀溶液
（4）裝置E的作用是吸收SO₂，防止污染空氣．
（5）實驗制得的Na₂S₂O₃•5H₂O產品中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質．請設計實驗，檢測Na₂S₂O₃•5H₂O產品中是否存在Na₂SO₄雜質，簡要說明實驗操作、現象和結論：取少量產品于試管中，先滴加過量的稀鹽酸，靜置，取上層清液，再加氯化鋇，若出現白色沉淀，則說明Na₂S₂O₃•5H₂O產品中含有Na₂SO₄．
（6）Na₂S₂O₃溶液是定量實驗中的常用試劑，為了測定某K₂Cr₂O₇溶液的濃度，研究小組的同學準確量取10.00mL K₂Cr₂O₇溶液于錐形瓶中，加入過量KI固體和適量的稀H₂SO₄，滴加指示劑，用0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，3次平行實驗測得平均消耗Na₂S₂O₃溶液的體積為30.00mL，則c（K₂Cr₂O₇）=0.0500mol•L^-1．（已知：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，2S₂ 6^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-）

Answer 1

分析 （1）根據儀器的結構特點判斷；在加熱條件下，Cu與濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；該裝置為固液加熱型裝置；
（2）使用多孔的球泡可以增大氣體與溶液的接觸面積；
（3）用D裝置檢驗二氧化硫是否被完全吸收，根據二氧化硫的還原性和漂白性分析；
（4）二氧化硫為有毒的酸性氣體；
（5）檢驗硫酸根離子時選用鹽酸和氯化鋇溶液；
（6）根據Na₂S₂O₃的量求出I₂，再根據K₂Cr₂O₇與I₂的關系求出K₂Cr₂O₇的物質的量及濃度．

解答 解：（1）根據儀器的結構特點可知，裝置A中滴加濃硫酸的儀器名稱是分液漏斗；在加熱條件下，Cu與濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，其反應的方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；該裝置為固液加熱型裝置，濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下反應制備Cl₂可以使用該裝置；
故答案為：分液漏斗；Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；Cl₂；
（2）多孔的球泡可以增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體被充分吸收，有利于提高實驗的準確度，故答案為：增大氣體與溶液的接觸面積；
（3）用D裝置檢驗二氧化硫是否被完全吸收，因為二氧化硫的還原性可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，所以可以選用酸性高錳酸鉀溶液，
二氧化硫具有漂白性可以使品紅褪色，所以可以選用品紅；
二氧化碳通入氫氧化鈉溶液和酚酞溶液無明顯現象；
故答案為：ad；
（4）二氧化硫為有毒的酸性氣體，最后要用氫氧化鈉溶液來吸收，防止污染空氣，故答案為：吸收SO₂，防止污染空氣；
（5）檢測Na₂S₂O₃•5H₂O產品中是否存在Na₂SO₄雜質，先加過量的稀鹽酸排除干擾，靜置，取上層清液，再加氯化鋇，若出現白色沉淀，說明溶液中含有硫酸根離子，即Na₂S₂O₃•5H₂O產品中含有Na₂SO₄；
故答案為：取少量產品于試管中，先滴加過量的稀鹽酸，靜置，取上層清液，再加氯化鋇，若出現白色沉淀，則說明Na₂S₂O₃•5H₂O產品中含有Na₂SO₄；
（6）10.00mL K₂Cr₂O₇溶液于錐形瓶中，加入過量KI固體和適量的稀H₂SO₄，反應生成I₂，用0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，3次平行實驗測得平均消耗Na₂S₂O₃溶液的體積為30.00mL，則n（Na₂S₂O₃）=cV=0.1000mol•L^-1×0.0300L=0.00300mol，
已知：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，
Cr₂O₇^2-～～～3I₂～～～6S₂O₃^2-
1mol                 6mol
n                   0.00300mol
則n（K₂Cr₂O₇）=0.000500mol
所以c（K₂Cr₂O₇）=$\frac{0.000500mol}{0.01L}$=0.0500mol/L；
故答案為：0.0500．

點評 本題以硫的化合物的性質為載體，考查了物質的制備方案設計、氧化還原滴定的應用、實驗基本操作、化學計算等，難度中等，是對知識的綜合運用與分析解決問題能力的考查，注意利用關系式進行計算．