Question

1．硫是一種很活潑的元素，在適宜的條件下能形成-2、+6、+4、+2、+1價的化合物．
I：焦亞硫酸鈉（Na₂S₂O₅）是常用的食品抗氧化劑之一．帶有強烈的SO₂氣味，水溶液生成NaHSO₃呈酸性，久置空氣中易氧化，故該產(chǎn)品不能久存．某研究小組采用如圖裝置（實驗前已除盡裝置內(nèi)的空氣）制取Na₂S₂O₅．
（1）裝置 I中的濃硫酸不能（能或不能）用稀硫酸代替，原因是二氧化硫易溶于水，故不能用稀硫酸．
（2）裝置Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶體析出，要獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是過濾．
（3）裝置Ⅲ用于處理尾氣，請在虛線內(nèi)畫出尾氣處理裝置和藥品．
（4）檢驗Na₂S₂O₅晶體在空氣中變質(zhì)的實驗方案是取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量的鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，則說明變質(zhì)．
Ⅱ：而另一種硫的化合物Na₂S₂O₃的溶液可以用于測定溶液中ClO₂的含量，可進行以下實驗：
步驟1：準確量取ClO₂溶液10.00mL，稀釋成100mL試樣．
步驟2：量取V₁mL試樣加入到錐形瓶中，調(diào)節(jié)試樣的pH≤2.0，加入足量的KI晶體，搖勻，在暗處靜置30分鐘．（已知：ClO₂+I^-+H⁺-I₂+Cl^-+H₂O 未配平）
步驟3：以淀粉溶液作指示劑，用c mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定至終點，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL．（已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）
（1）準確量取10.00mL ClO₂溶液的玻璃儀器是酸式滴定管．
（2）確定滴定終點的現(xiàn)象為滴加最后一滴Na₂S₂O₃溶液時，溶液剛好由藍色變?yōu)闊o色，且保持30s不變．
（3）根據(jù)上述步驟計算出原ClO₂溶液的物質(zhì)的量濃度為$\frac{2c{V}_{2}}{{V}_{1}}$mol•L^-1（用含字母的代數(shù)式表示）
（4）下列操作會導致測定結(jié)果偏高的是AC．
A．未用標準濃度的Na₂S₂O₃溶液潤洗滴定管
B．滴定前錐形瓶有少量水
C．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失
D．滴定應在中性或弱酸性環(huán)境中進行，若溶液呈堿性
E．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視．

Answer 1

分析 I：（1）裝置 I中的反應產(chǎn)生二氧化硫，二氧化硫易溶于水，據(jù)此判斷；
（2）裝置Ⅱ中為Na₂S₂O₅晶體和溶液，根據(jù)分離固體和液體通常用的方法答題；
（3）裝置Ⅲ用于處理尾氣，吸收未反應的二氧化硫，應防止倒吸，且不能處于完全密閉環(huán)境中；
（4）Na₂S₂O₅晶體在空氣中變質(zhì)生成硫酸鈉，通過檢驗硫酸根離子可判斷是否變質(zhì)；
Ⅱ：（1）ClO₂溶液具有強氧化性；
（2）滴定終點時Na₂S₂O₃溶液將碘全部還原，以淀粉溶液作指示劑，溶液藍色褪去；
（3）由方程式2ClO₂+10I^-+8H⁺=5I₂+2Cl^-+4H₂O、I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-得關系式ClO₂～5S₂O₃^2-，n（S₂O₃^2-）=cV₂×10^-3mol，所以V₁mL ClO₂的溶液中含有的ClO₂的物質(zhì)的量為2cV₂×10^-4mol，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算出原ClO₂溶液的物質(zhì)的量濃度；
（4）A．未用標準濃度的Na₂S₂O₃溶液潤洗滴定管，會導致標準液濃度變小，用去標準液的體積偏大；
B．滴定前錐形瓶有少量水，對實驗無影響；
C．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失，會導致標準液的體積偏大；
D．滴定應在中性或弱酸性環(huán)境中進行，若溶液呈堿性，會導致用去的標準液的體積偏小；
E．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視，讀出標準液的體積的數(shù)據(jù)偏小；

解答 解：I：（1）裝置 I中的反應產(chǎn)生二氧化硫，二氧化硫易溶于水，所以不能用稀硫酸代替濃硫酸，
故答案為：不能；二氧化硫易溶于水，故不能用稀硫酸；
（2）裝置Ⅱ中為Na₂S₂O₅晶體和溶液，分離固體和液體通常用的方法是過濾，
故答案為：過濾； 
（3）裝置Ⅲ用于處理尾氣，吸收未反應的二氧化硫，應防止倒吸，且不能處于完全密閉環(huán)境中，所以尾氣處理裝置和藥品為，
故答案為：；
（4）Na₂S₂O₅晶體在空氣中變質(zhì)生成硫酸鈉，通過檢驗硫酸根離子可判斷是否變質(zhì)，實驗方案是取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量的鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，則說明變質(zhì)，
故答案為：取少量Na₂S₂O₅晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量的鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，則說明變質(zhì)；
Ⅱ：（1）ClO₂溶液具有強氧化性，所以準確量取10.00 mL ClO₂溶液的玻璃儀器是酸式滴定管，
故答案為：酸式滴定管；
（2）滴定終點時Na₂S₂O₃溶液將碘全部還原，以淀粉溶液作指示劑，溶液藍色褪去，滴定終點的現(xiàn)象為滴加最后一滴Na₂S₂O₃溶液時，溶液剛好由藍色變?yōu)闊o色，且保持30s不變，
故答案為：滴加最后一滴Na₂S₂O₃溶液時，溶液剛好由藍色變?yōu)闊o色，且保持30s不變；
（3）由方程式2ClO₂+10I^-+8H⁺=5I₂+2Cl^-+4H₂O、I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-得關系式ClO₂～5S₂O₃^2-，n（S₂O₃^2-）=cV₂×10^-3mol，所以V₁mL ClO₂的溶液中含有的ClO₂的物質(zhì)的量為2cV₂×10^-4mol，則10mL的原溶液含有ClO₂的物質(zhì)的量為：2cV₂×10^-4mol×$\frac{100mL}{V{\;}_{1}}$=$\frac{2c{V}_{2}}{{V}_{1}}$×10^-2mol，所以原ClO₂溶液的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{\frac{2c{V}_{2}}{{V}_{1}}×1{0}^{-2}}{0.01L}$=$\frac{2c{V}_{2}}{{V}_{1}}$mol/L，
故答案為：$\frac{2c{V}_{2}}{{V}_{1}}$；
（4）A．未用標準濃度的Na₂S₂O₃溶液潤洗滴定管，會導致標準液濃度變小，用去標準液的體積偏大，所以測定結(jié)果偏高；
B．滴定前錐形瓶有少量水，對實驗無影響；
C．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失，會導致標準液的體積偏大，所以測定結(jié)果偏高；
D．滴定應在中性或弱酸性環(huán)境中進行，若溶液呈堿性，會導致用去的標準液的體積偏小，所以測定結(jié)果偏低；
E．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視，讀出標準液的體積的數(shù)據(jù)偏小，所以測定結(jié)果偏低，
故答案為：AC．

點評 本題考查了性質(zhì)實驗方案的設計、化學實驗基本操作方法及其綜合應用，題目難度中等，明確實驗原理及化學實驗基本操作方法為解答關鍵，試題綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用基礎知識的能力．