Question

硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）具有較強的還原性，還能與中強酸反應，在精細化工領(lǐng)域應用廣泛．將SO₂通入按一定比例配制成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，可制得Na₂S₂O₃?5H₂O（大蘇打）．

（1）實驗室用Na₂SO₃和硫酸制備SO₂，可選用的氣體發(fā)生裝置是

 

（選填編號）；檢查該裝置氣密性的操作是：關(guān)閉止水夾，再

 

．
（2）在Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中不斷通入SO₂氣體的過程中，發(fā)現(xiàn)：
①淺黃色沉淀先逐漸增多，反應的化學方程式為

 

（生成的鹽為正鹽）；
②淺黃色沉淀保持一段時間不變，有無色無嗅的氣體產(chǎn)生，則反應的化學方程式為

 

（生成的鹽為正鹽）；
③淺黃色沉淀逐漸減少（這時有Na₂S₂O₃生成）；
④繼續(xù)通入SO₂，淺黃色沉淀又會逐漸增多，反應的化學方程式為

 

（生成的鹽為酸式鹽）．
（3）制備Na₂S₂O₃時，為了使反應物利用率最大化，Na₂S和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比應為

 

；通過反應順序，可比較出：溫度相同時，同物質(zhì)的量濃度的Na₂S溶液和Na₂CO₃溶液pH更大的是

 

．
（4）硫代硫酸鈉的純度可用滴定法進行測定，原理是：2S₂O₃^2-+I₃^-→S₄O₆^2-+3I^-．
①為保證不變質(zhì)，配制硫代硫酸鈉溶液須用新煮沸并冷卻的蒸餾水，其理由是

 

．
②取2.500g含雜質(zhì)的Na₂S₂O₃?5H₂O晶體配成50mL溶液，每次取10.00mL用0.0500mol/L KI₃溶液滴定（以淀粉為指示劑），實驗數(shù)據(jù)如下（第3次初讀數(shù)為0.00，終點讀數(shù)如圖e；雜質(zhì)不參加反應）：

編號	1	2	3
消耗KI3溶液的體積/mL	19.98	20.02

到達滴定終點的現(xiàn)象是

 

；Na₂S₂O₃?5H₂O（式量248）的質(zhì)量分數(shù)是（保留4位小數(shù)）

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗題

分析：（1）因為Na₂SO₃易溶于水，a、b、c裝置均不能選用，實驗室用Na₂SO₃和硫酸制備SO₂，可選用的氣體發(fā)生裝置是d；關(guān)閉止水夾，若氣密性很好，則分液漏斗中水不能滴入燒瓶中；
（2）①其反應原理為SO₂+Na₂S+H₂O=H₂S+Na₂SO₃，2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，即：3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃；
②無色無味的氣體為CO₂氣體，其化學方程式為SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂；
③黃色沉淀減少的原理為Na₂SO₃+S=Na₂S₂O₃；
④根據(jù)題意Na₂S₂O₃能與中強酸反應，所以淺黃色沉淀又增多的原理為Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=S↓+2NaHSO₃；
（3）3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃①
SO2+Na2CO₃=Na₂SO₃+CO₂②
Na₂SO₃+S=Na₂S2O₃③
①+②+③×3得
4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂；
所以Na₂S和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比為2：1．
因為SO₂先和Na₂S反應，所以溫度相同時，同物質(zhì)的量濃度的Na₂S溶液和Na₂CO₃溶液，Na₂S溶液的pH更大；
（4）①用新煮沸并冷卻的蒸餾水是為了趕出水中的氧氣避免硫代硫酸鈉被氧化；
②達到滴定終點時顏色突變且30s不變色；先根據(jù)滴定消耗的標準液的體積計算出平均體積，再由2S₂O₃^2-+I₃^-→S₄O₆^2-+3I^-，的定量關(guān)系計算．

解答： 解：（1）因為Na₂SO₃易溶于水，a、b、c裝置均不能選用，實驗室用Na₂SO₃和硫酸制備SO₂，可選用的氣體發(fā)生裝置是d；檢查該裝置氣密性的操作是：關(guān)閉止水夾，若氣密性很好，則分液漏斗中水不能滴入燒瓶中；
故答案為：d；打開分液漏斗活塞加水，如水無法滴入說明氣密性良好；
（2）①淺黃色沉淀先逐漸增多，其反應原理為SO₂+Na₂S+H₂O=H₂S+Na₂SO₃，2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，即反應的化學方程式為：3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃；
故答案為：3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃；
②淺黃色沉淀保持一段時間不變，有無色無嗅的氣體產(chǎn)生，則反應的化學方程式為，無色無味的氣體為CO₂氣體，其化學方程式為SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂；
故答案為：SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂；
③淺黃色沉淀逐漸減少，這時有Na₂S₂O₃生成黃色沉淀，減少的原理為：Na₂SO₃+S=Na₂S₂O₃，故答案為：Na₂SO₃+S=Na₂S₂O₃；
④根據(jù)題意Na₂S₂O₃能與中強酸反應，繼續(xù)通入SO₂，淺黃色沉淀又會逐漸增多，所以淺黃色沉淀又增多的原理為：Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=S↓+2NaHSO₃；
故答案為：Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=S↓+2NaHSO₃；
（3）3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃①
SO2+Na2CO₃=Na₂SO₃+CO₂②
Na₂SO₃+S=Na₂S2O₃③
①+②+③×3得
4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂；
所以Na₂S和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比為2：1．
因為SO₂先和Na₂S反應，所以溫度相同時，同物質(zhì)的量濃度的Na₂S溶液和Na₂CO₃溶液，Na₂S溶液的pH更大；
故答案為：2：1；前者；
（4）①為保證不變質(zhì)，配制硫代硫酸鈉溶液須用新煮沸并冷卻的蒸餾水，其理由是：防止Na₂S₂O₃被空氣中O₂氧化；
故答案為：防止Na₂S₂O₃被空氣中O₂氧化；
②達到滴定終點時，當?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液，溶液藍色褪去且半分鐘內(nèi)不再變化，
2次消耗的I₂溶液的體積平均值為20.00mL，
         2S₂O₃^2-+I₃^-→S₄O₆^2-+3I^-
         2      1
        n   0.0500mol/L×0.020L
n=0.002mol
250ml溶液中含有Cr₂O₇^2-物質(zhì)的量為0.002mol×

50

10

=0.01mol；
Na₂S₂O₃?5H₂O（式量248）的質(zhì)量分數(shù)是=

0.01mol×248g/mol

2.500g

×100%=99.20%
故答案為：當?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液，溶液藍色褪去且半分鐘內(nèi)不再變化；99.20%．

點評：本題考查了物質(zhì)制備實驗方法，實驗流程的分析判斷，主要是物質(zhì)性質(zhì)，化學方程式書寫，定量計算的應用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．