Question

【題目】硫代硫酸鈉又名“大蘇打”，溶液具有弱堿性和較強(qiáng)的還原性，是棉織物漂白后的脫氯劑，定量分析中的還原劑。硫代硫酸鈉（Na2S2O3）可由亞硫酸鈉和硫粉通過(guò)化合反應(yīng)制得，裝置如圖1所示。

已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖2所示，

（1）Na2S2O3·5H2O的制備：

步驟1：如圖連接好裝置后（未裝藥品），檢查A、C裝置氣密性的操作是 。

步驟2：加入藥品，打開(kāi)K1、關(guān)閉K2，加熱。裝置B、D中的藥品可選用下列物質(zhì)中的 （填編號(hào)）。

A．NaOH溶液 B．濃H2SO4 C．酸性KMnO4溶液 D．飽和NaHCO3溶液

步驟3：C中混合液被氣流攪動(dòng)，反應(yīng)一段時(shí)間后，硫粉的量逐漸減少。

步驟4：過(guò)濾C中的混合液，將濾液經(jīng)過(guò)加熱濃縮，趁熱過(guò)濾，再將濾液 、過(guò)濾、洗滌、烘干，得到產(chǎn)品。

（2）Na2S2O3性質(zhì)的檢驗(yàn)：向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水顏色變淺，檢查反應(yīng)后溶液中含有硫酸根，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

（3）常用Na2S2O3溶液測(cè)定廢水中Ba2+濃度，步驟如下：取廢水25.00 mL，控制適當(dāng)?shù)乃岫燃尤胱懔縆2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；過(guò)濾、洗滌后，用適量稀鹽酸溶解。此時(shí)CrO42－全部轉(zhuǎn)化為Cr2O72－；再加過(guò)量KI溶液，充分反應(yīng)后，加入淀粉溶液作指示劑，用0.010 mol·L－1的Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定，反應(yīng)完全時(shí)，消耗Na2S2O3溶液18. 00 mL。部分反應(yīng)的離子方程式為：Cr2O72－ + 6 I－ + 14H+ = 2 Cr3+ + 3 I2 + 7 H2O；I2 + 2 S2O32－ = S4O62－+2I－。則該廢水中Ba2+的物質(zhì)的量濃度為 。

Answer 1

【答案】（1）關(guān)閉K2打開(kāi)K1，在D中加水淹沒(méi)導(dǎo)管末端，雙手捂住燒瓶（2分）

ACD（2分） 冷卻結(jié)晶（2分）

（2）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl（2分）

（3）0.0024mol·L－1（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)裝置圖的特點(diǎn)，檢查A、C裝置氣密性的操作是關(guān)閉K2打開(kāi)K1，在D中加水淹沒(méi)導(dǎo)管末端，用熱毛巾或雙手捂住燒瓶，若導(dǎo)氣管末端有氣泡冒出，松開(kāi)熱毛巾，在導(dǎo)氣管中形成一段水柱，說(shuō)明氣密性良好；裝置B、D的作用吸收SO2 ，防止污染空氣，所以藥品選用與SO2 反應(yīng)的物質(zhì)，下列物質(zhì)中的NaOH、飽和NaHCO3溶液、酸性KMnO4溶液與SO2 反應(yīng)，而濃硫酸不反應(yīng)，選ADC；由于Na2S2O3在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，容易分解，所以把pH控制在7～10之間；根據(jù)硫代硫酸鈉的溶解度曲線圖可知，硫代硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，所以獲得產(chǎn)品的操作是將濾液經(jīng)過(guò)加熱濃縮，趁熱過(guò)濾，再將濾液冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、烘干，得到產(chǎn)品；（2）向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水顏色變淺，檢查反應(yīng)后溶液中含有硫酸根，說(shuō)明S2O32－與Cl2反應(yīng)生成SO42－，硫元素由+2價(jià)升高到+6價(jià)，則Cl2需得電子生成Cl－，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3 + 4 Cl2 + 5 H2O = Na2SO4 + H2SO4 + 8 HCl；（3）根據(jù)題給信息可得如下關(guān)系式：Ba2+ ～ BaCrO4 ～ 0.5 Cr2O72－ ～ 1.5 I2 ～ 3 Na2S2O3，則n（Ba2+）=1/3×0.010×18×1000－3 mol= 0.00006 mol，c（Ba2+） = 0.0006/0.025 mol·L－1=0.0024 mol·L－1。