Question

（14分）硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是一種重要的化工產(chǎn)品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)。

Ⅰ.【查閱資料】

（1）硫代硫酸鈉(Na2S2O3)易溶于水，在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定，受熱、遇酸易分解。

（2）Na2S2O3·5H2O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。

（3）向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3（反應(yīng)方程式為：2Na2S＋Na2CO3＋ 4SO2===3Na2S2O3＋CO2），所得產(chǎn)品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。

Ⅱ.【制備產(chǎn)品】實驗裝置如圖所示：

請回答下列問題:

（1）實驗步驟：檢查裝置氣密性后，向三頸瓶c中加入Na2CO3和Na2S的混合溶液，再將分液漏斗a中液體滴加到燒瓶b中加熱發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生SO2，請寫出b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。待Na2S和Na2CO3完全消耗后，結(jié)束反應(yīng)。過濾c中的混合物，濾液經(jīng)____________________(填寫操作名稱)、過濾、洗滌、干燥、得到產(chǎn)品。

（2） 裝置A用于處理尾氣，可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為________(填序號)。

（3）為了保證硫代硫酸鈉的產(chǎn)量，實驗中通入的SO2不能過量，原因是____________________。

III.【測定產(chǎn)品純度】

準確稱取W g產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.100 0 mol·L－1碘的標準溶液滴定。

反應(yīng)原理為2S2O＋I2===S4O＋2I－（忽略Na2SO3與I2反應(yīng)）

（4）滴定至終點時，溶液顏色的變化：_________________________________。

（5）滴定起始和終點的液面位置如圖，則產(chǎn)品的純度為(設(shè)Na2S2O3·5H2O相對分子質(zhì)量為M)______________。

IV.【探究與反思】

（6）為驗證產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4，該小組設(shè)計了以下實驗方案，請將方案補充完整。(所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀鹽酸、蒸餾水中選擇)

取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，_______________________________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4。.

 

Answer 1

(14分)

（1）Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑＋2H2O

(或Na2SO3+H2SO4(濃）=Na2SO4+SO2↑+H2O等合理答案)

蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

（2） d

（3） 若SO2過量，溶液顯酸性，產(chǎn)物會分解

（4） 由無色變藍色

（5） ×100%

（6） 過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸

【解析】

試題分析：（1）制取二氧化硫的反應(yīng)有多種，可以用Cu與濃硫酸反應(yīng)加熱制取，也可以用亞硫酸鈉與濃硫酸不加熱制取，所以化學(xué)方程式為Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑＋2H2O(或Na2SO3+H2SO4(濃）=Na2SO4+SO2↑+H2O)；過濾c中的混合物，得Na2S2O3溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶后，再過濾、洗滌、干燥、得到產(chǎn)品；

（2）該反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣主要是二氧化碳氣體，可能含有少量的二氧化硫氣體，用a裝置導(dǎo)氣管未與液面接觸，吸收效果不好；b、c裝置不與二氧化碳、二氧化硫反應(yīng)；d裝置中氫氧化鈉與二氧化碳、二氧化硫反應(yīng)且可以防止倒吸，所以用氫氧化鈉溶液吸收，答案選d；

（3）根據(jù)所給資料可知，硫代硫酸鈉在酸性條件下會發(fā)生水解，二氧化硫過量會使溶液呈酸性，導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)量減少，所以二氧化硫不能過量；

（4）滴定所用指示劑是淀粉溶液，當達到滴定終點時，碘稍過量，碘遇淀粉變藍色；所以溶液會由無色變?yōu)樗{色；

（5）由滴定管的讀數(shù)可知，開始的刻度是0.00mL，后來的讀數(shù)是18.10mL，所用溶液的體積是18.10mL，則碘的物質(zhì)的量是0.0181L×0.1000mol/L，根據(jù)碘與硫代硫酸鈉反應(yīng)的方程式可知硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量是0.0181L×0.1000mol/L×2，所以產(chǎn)品的純度為

0.0181L×0.1000mol/L×2×M/W×100%=×100%；

（6）證明硫酸鈉、亞硫酸鈉的存在，加入氯化鋇溶液后，把所得沉淀，過濾、洗滌后，再加入足量稀鹽酸，若沉淀部分溶解，并有刺激性氣味的氣體生成，說明產(chǎn)品中含有硫酸鈉和亞硫酸鈉。

考點：考查物質(zhì)的制備，實驗方案的設(shè)計，純度的計算，尾氣的處理