Question

5．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃），俗名海波、大蘇打．通常為無色晶體，易溶于水，難溶于酒精，受熱、遇酸易分解．醫(yī)學(xué)上用于搶救氰化物中毒，常用于碘化法的測量．工業(yè)制備的反應(yīng)原理為：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）c中試劑為硫化鈉溶液和碳酸鈉溶液．
（2）反應(yīng)開始后，c中先有淡黃色渾濁產(chǎn)生，后又變?yōu)槌吻�，此渾濁物是硫或S．
（3）實驗中要控制SO₂生成速率，可采取的措施有控制反應(yīng)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）．
（4）控制c中的溶液的pH接近7，停止通入SO₂．若未控制好，導(dǎo)致溶液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↑．
（5）d裝置盛放的氫氧化鈉溶液的作用是吸收SO₂等尾氣，防止污染空氣．
（6）停止通入SO₂后，向c中加入適量的氫氧化鈉溶液，將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中，水浴加熱濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，洗滌晶體所用的試劑為（填化學(xué)式）CH₃CH₂OH、C₂H₅OH或者C₂H₆O．
（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溶液，并用間接碘量法標(biāo)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(yīng)：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(yīng)：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，當(dāng)藍(lán)色褪去且半分鐘不變色時達(dá)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?jǐn)?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(jié)果偏低的是AC．
A．滴定終點時仰視讀數(shù)
B．錐形瓶用蒸餾水潤洗
C．滴定管未用Na₂S₂O₃溶液潤洗
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 根據(jù)實驗原理可知裝置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，
（1）c裝置為Na₂S₂O₃的生成裝置，根據(jù)2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂，所需試劑為硫化鈉溶液和碳酸鈉溶液；
（2）二氧化硫與硫化鈉在溶液中反應(yīng)得到S，硫與亞硫酸鈉反應(yīng)得到Na₂S₂O₃；
（3）影響化學(xué)反應(yīng)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(yīng)溫度、調(diào)節(jié)酸的滴加速度或調(diào)節(jié)酸的濃度等；
（4）硫代硫酸鈉在酸性溶液中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)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(yīng)該顯堿性；
（5）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；
（6）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；
（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(yīng)式5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-建立關(guān)系式：KIO₃～6 Na₂S₂O₃，根據(jù)碘酸根離子的物質(zhì)的量求出Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量濃度，求出250mL溶液中Na₂S₂O₃晶體的質(zhì)量，與總質(zhì)量5g相比得純度；
A．滴定終點時仰視讀數(shù)，使Na₂S₂O₃溶液體積偏大；
B．錐形瓶用蒸餾水潤洗，對實驗結(jié)果沒影響；
C．滴定管末用Na₂S₂O₃溶液潤洗，則Na₂S₂O₃溶液會被稀釋；
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的體積變小．

解答 解：根據(jù)實驗原理可知裝置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，
（1）c裝置為Na₂S₂O₃的生成裝置，根據(jù)2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂，所需試劑為硫化鈉溶液和碳酸鈉溶液；
故答案為：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(yīng)得到S，硫與亞硫酸鈉反應(yīng)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：硫或S；
（3）在實驗中要控制SO₂生成速率，可以采取的措施有控制反應(yīng)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(yīng)溫度、調(diào)節(jié)酸的滴加速度或調(diào)節(jié)酸的濃度等；
（4）由于硫代硫酸鈉在酸性溶液中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)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↑；
（5）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，故氫氧化鈉溶液的作用為吸收SO₂等尾氣，防止污染空氣，
故答案為：吸收SO₂等尾氣，防止污染空氣；
（6）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(xué)式為CH₃ CH₂OH、C₂H₅OH 或者C₂H₆O，
故答案為：CH₃ CH₂OH、C₂H₅OH 或者C₂H₆O
（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(yīng)式5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-建立關(guān)系式：KIO₃～6Na₂S₂O₃，則20ml溶液中Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量是：0.025L×0.01mol/L×6=0.0015mol，則原溶液中Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量是0.0015mol×250/20=0.01875mol，質(zhì)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(jié)果偏低，故A正確；
B．錐形瓶用蒸餾水潤洗不會影響實驗結(jié)果，故B錯誤；
C．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(jié)果偏低，故C正確；
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(jié)果偏高，故D錯誤；
故選：59.3%；AC．

點評 本題主要考查物質(zhì)制備實驗方案設(shè)計與探究，涉及物質(zhì)的性質(zhì)與現(xiàn)象、化學(xué)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．