Question

16．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）俗名大蘇打，可用做分析試劑．它易溶于水，難溶于酒精，受熱、遇酸易分解．工業(yè)上可用硫化堿法制備，反應原理：
2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂，實驗室模擬該工業(yè)過程的裝置如圖所示，回答下列問題：
（1）b中反應的離子方程式為SO₃^2-+2H⁺=H₂O+SO₂↑或HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O，c中試劑為硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液．
（2）反應開始后，c中先有渾濁產(chǎn)生，后又變?yōu)槌吻�，此渾濁物是S．
（3）控制b中的溶液的pH接近7，停止通入SO₂．若未控制好pH＜7，會影響產(chǎn)率，原因是（用離子方程式表示）S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑
（4）停止通入SO₂后，將c中的溶液抽入d中，d中的試劑為NaOH溶液．
（5）將d所得液溶轉移到蒸發(fā)皿中，水浴加熱濃縮，冷卻結晶、過濾、洗滌，洗滌晶體所用的試劑為（填化學式）C₂H₅OH．
（6）實驗中要控制SO₂生成速率，可采取的措施有控制反應溫度、調(diào)節(jié)酸的滴加速度或調(diào)節(jié)酸的濃度等；（寫出一條）
（7）為檢驗制得的產(chǎn)品的純度，該實驗小組稱取5.0克的產(chǎn)品配制成250mL硫代硫酸鈉溶液，并用間接碘量法標定該溶液的濃度：在錐形瓶中加入25mL0.01mol/LKIO₃溶液，并加入過量的KI酸化，發(fā)生下列反應：5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，當藍色褪去且半分鐘不變色時達到滴定終點．實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗序號	1	2	3
Na2S2O3溶液體積（mL）	19.98	20.02	21.18

則該產(chǎn)品的純度是59.3%，（用百分數(shù)表示，保留1位小數(shù)）間接碘量法滴定過程中可能造成實驗結果偏低的是AB
A．滴定管未用Na₂S₂O₃溶液潤洗
B．滴定終點時仰視讀數(shù)
C．錐形瓶用蒸餾水潤洗
D．滴定管尖嘴處滴定前無氣泡，滴定終點發(fā)現(xiàn)氣泡．

Answer 1

分析 （1）裝置b為二氧化硫的制取，制取二氧化硫的原料為：亞硫酸鈉和70%的濃硫酸；c裝置為Na₂S₂O₃的生成裝置；d裝置為尾氣吸收裝置，吸收二氧化硫和硫化氫等酸性氣體；
（2）二氧化硫與硫化鈉在溶液中反應得到S，硫與亞硫酸鈉反應得到Na₂S₂O₃；
（3）由于硫代硫酸鈉在酸性溶液中會發(fā)生氧化還原反應生成S、SO₂和水；
（4）由于硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于酒精，受熱、遇酸易分解，所以d中的溶液應該顯堿性；
（5）由于硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于酒精，所以洗滌晶體所用的試劑為酒精；
（6）影響化學反應速率的因素的因素有濃度、溫度、滴加速度等．在實驗中要控制SO₂生成速率，可以采取的措施有控制反應溫度、調(diào)節(jié)酸的滴加速度或調(diào)節(jié)酸的濃度等．
（7）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知第三次實驗的數(shù)據(jù)誤差太大，舍去，因此消耗Na₂S₂O₃溶液體積的平均值=（19.98ml+20.02ml）÷2=20.00ml．根據(jù)反應式5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-建立關系式：KIO₃～6 Na₂S₂O₃，根據(jù)碘酸根離子的物質的量求出Na₂S₂O₃的物質的量濃度，求出250mL溶液中Na₂S₂O₃晶體的質量，與總質量5g相比得純度；
A．滴定管末用Na₂S₂O₃溶液潤洗，則Na₂S₂O₃溶液會被稀釋；
B．滴定終點時仰視讀數(shù)，使Na₂S₂O₃溶液體積偏大；
C．錐形瓶用蒸餾水潤洗，對實驗結果沒影響；
D．滴定管尖嘴處滴定前無氣泡，滴定終點發(fā)現(xiàn)氣泡，使讀出的Na₂S₂O₃的體積變�。�

解答 解：（1）裝置b是制取SO₂的裝置．在b中反應的離子方程式為：SO₃^2-+2H⁺=H₂O+SO₂↑或HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O；根據(jù)反應原理可知在c中的試劑是硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液；
故答案為：SO₃^2-+2H⁺=H₂O+SO₂↑或HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O，硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液；
（2）二氧化硫與硫化鈉在溶液中反應得到S，硫與亞硫酸鈉反應得到Na₂S₂O₃，c中先有渾濁產(chǎn)生，后又變澄清，此渾濁物為S，
故答案為：S；
（3）由于硫代硫酸鈉在酸性溶液中會發(fā)生氧化還原反應生成S、SO₂和水，離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑，所以若未控制好，pH＜7時會影響產(chǎn)率；
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
（4）由于硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于酒精，受熱、遇酸易分解，停止通入SO₂后，將c中的溶液抽入d中，d中的試劑應該顯堿性，為氫氧化鈉溶液；
故答案為：NaOH溶液；
（5）由于硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于酒精，所以洗滌晶體所用的試劑為酒精，化學式為C₂H₅OH；
故答案為：C₂H₅OH；
（6）在實驗中要控制SO₂生成速率，可以采取的措施有控制反應溫度、調(diào)節(jié)酸的滴加速度或調(diào)節(jié)酸的濃度等；
故答案為：控制反應溫度、調(diào)節(jié)酸的滴加速度或調(diào)節(jié)酸的濃度等；
（7）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知第三次實驗的數(shù)據(jù)誤差太大，舍去，因此消耗Na₂S₂O₃溶液體積的平均值=（19.98ml+20.02ml）÷2=20.00ml．根據(jù)反應式5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-建立關系式：KIO₃～6Na₂S₂O₃，則20ml溶液中Na₂S₂O₃的物質的量是：0.025L×0.01mol/L×6=0.0015mol，則原溶液中Na₂S₂O₃的物質的量是0.0015mol×250/20=0.01875mol，質量是0.01875mol×158g/mol=2.9625g，因此該產(chǎn)品的純度是$\frac{2.9625g}{5.0g}$×100%=59.3%；
A．滴定管未用Na₂S₂O₃溶液潤洗，則溶液濃度降低，因此實際消耗Na₂S₂O₃溶液的體積增加，所以測定結果偏低，故A正確；
B．滴定終點時仰視讀數(shù)，則讀數(shù)偏大，因此消耗Na₂S₂O₃溶液的體積增加，所以測定結果偏低，故B正確；
C．錐形瓶用蒸餾水潤洗不會影響實驗結果，故C錯誤；
D．滴定管尖嘴處滴定前無氣泡，滴定終點發(fā)現(xiàn)氣泡，則消耗Na₂S₂O₃溶液的體積減小，所以測定結果偏高，故D錯誤；
故選：59.3%；AB；

點評 本題主要考查物質制備實驗方案設計與探究，涉及物質的性質與現(xiàn)象、化學方程式的書寫以及氧化還原滴定，注意反滴定誤差分析的原理，難度較大．