Question

硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）俗稱大蘇打，照相業(yè)中用作定影劑．Na₂S₂O₃易溶于水，在酸性溶液中與酸反應有單質硫和SO₂生成．
（1）現(xiàn)有一瓶Na₂S₂O₃固體，可能含有Na₂SO₄固體，請設計實驗驗證，寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結論．限選試劑：1mol?L^-1 H₂SO₄、1mol?L^-1 HNO₃、1mol?L^-1 HCl、1mol?L^-1 NaOH、0.1mol?L^-1 Ba（NO₃）₂、
0.1mol?L^-1 BaCl₂、0.01mol?L^-1 KMnO₄、蒸餾水．

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟1：取少量固體于試管A中，加蒸餾水溶解	/
步驟2：向試管A加入
步驟3：取步驟2的少量上層清液于試管B中

（2）已知重鉻酸鈉有較強的氧化性，一定條件下可將I^-氧化為I₂，自身還原為Cr³⁺，寫出該反應的離子方程式：

 

．
依此原理實驗室可通過以下方法測定重鉻酸鈉（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）樣品的純度：
稱取重鉻酸鈉樣品2.5g配成250mL溶液，取出25.00mL于錐形瓶中，加入10mL 2mol?L^-1 H₂SO₄溶液和足量碘化鉀，放于暗處5min，然后加入100mL水，再加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol?L^-1 Na₂S₂O₃標準溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．
①判斷達到滴定終點的現(xiàn)象是

 

．
②若實驗中共用去Na₂S₂O₃標準溶液40.00mL，則所得產品中的重鉻酸納的純度為

 

（設Na₂Cr₂O₇?2H₂O的摩爾質量為298g?mol^-1，整個過程中其它雜質不參與反應）．

Answer 1

分析：（1）Na₂S₂O₃固體，可能混有Na₂SO₄固體的實驗思路：應先除去Na₂S₂O₃，再檢驗SO₄^2-的存在．除去硫代硫酸鈉應加入稀鹽酸（不能選用硫酸，防止加入的硫酸根離子的干擾；不能選硝酸，避免硝酸的強氧化性把硫代硫酸鈉氧化為硫酸鈉干擾硫酸根離子的檢驗）；
（2）根據(jù)反應物和生成物寫出離子反應方程式；①溶液中有碘，加入淀粉溶液呈藍色；
②根據(jù)反應的關系式計算．

解答：解：（1）硫代硫酸鈉在酸性條件下可自身發(fā)生氧化還原反應生成單質硫和二氧化硫氣體，可根據(jù)溶液是否變渾濁驗證硫代硫酸鈉，反應后加入氯化鋇，如有沉淀，可說明存在硫酸鈉，可設計實驗如下：取少量固體于試管中加水溶解后，加入過量的1 mol?L^-1HCl溶液，硫代硫酸鈉反應生成二氧化硫氣體和硫單質，取上層清液，滴加少量0.1 mol?L^-1BaCl₂溶液，生成難溶于水的白色沉淀硫酸鋇，證明含硫酸根離子，即證明固體中含有硫酸鈉，否則不含有硫酸鈉，
故答案為：

實驗步驟	預期現(xiàn)象和結論
步驟1：取少量固體于試管中，加蒸餾水溶解
步驟2：向試管中加入過量1 mol?L-1 HCl溶液，充分振蕩，靜置	有淡黃色沉淀生成
步驟3：取上層清液于另一試管中，滴加少量0.1 mol?L-1BaCl2溶液	有白色沉淀生成，證明固體中混有Na2SO4[或無白色沉淀生成，證明固體中無Na2SO4]

（2）重鉻酸鈉有較強的氧化性，一定條件下可將I^-氧化為I₂，自身還原為Cr³⁺，則該反應的離子方程式為：Cr₂O₇^2-+6 I^-+14 H⁺=3I₂+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=3I₂+2Cr³⁺+7H₂O；
①溶液中有碘，加入淀粉溶液呈藍色，碘與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應，當反應終點時，藍色褪去，
故答案為：當?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液時，溶液藍色褪去，半分鐘內不變色；
②根據(jù)反應的關系式計算：
Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
1mol           6mol
n         0.1200mol?L^-1×0.04L
n=0.0008mol，
則2.5g重鉻酸鈉試樣中含有的重鉻酸鈉的質量為10×0.0008mol×298g/moL=2.384g，
所得產品的中重鉻酸鈉的純度=

2.384g

2.5g

×100%=95.36%，
故答案為：95.36%．

點評：本題考查物質成分的實驗探究、物質的含量測定，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意Na₂S₂O₃固體，可能混有Na₂SO₄固體的實驗實驗方案設計不能選用硫酸，防止加入的硫酸根離子的干擾；不能選硝酸，避免硝酸的強氧化性，本題難度中等．