Question

【題目】Na2S2O4俗稱保險粉，常用做紡織工業(yè)的漂白劑、脫色劑等。某科研小組制備并探究其性質(zhì)。

資料：Na2S2O4易溶于水，具有極強的還原性，易被空氣氧化，在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定。

Ⅰ．制備Na2S2O4 (部分加熱等輔助儀器略去)

(1)儀器①的名稱是___________。

(2)B裝置用于制備Na2S2O4。第一步反應(yīng)：Zn+2SO2ZnS2O4；第二步，加入NaOH溶液，于28~35℃下反應(yīng)生成Na2S2O4，該步反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。

(3)實驗時，先向B中通入SO2的原因，除產(chǎn)生Zn S2O4之外，另一原因是___________。

(4)反應(yīng)后除去B中的沉淀，在濾液中加入一定量的NaCl固體攪拌，有Na2S2O4晶體析出。加入NaCl固體的作用是___________

Ⅱ．探究Na2S2O4的性質(zhì)

(5)隔絕空氣加熱Na2S2O4固體完全分解得到固體產(chǎn)物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小組沒有做到完全隔絕空氣，得到的固體產(chǎn)物中還含有Na2SO4。請設(shè)計實驗證明該分解產(chǎn)物中含有Na2SO4。實驗方案是___________。(可選試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4，溶液)

(6)制備納米級銀粉用NaOH溶液溶解Na2S2O4，加入一定量的AgNO3溶液，生成納米級的銀粉。在制備銀粉的反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1，且生成的含硫物質(zhì)只有一種，寫出該反應(yīng)的離子方程式___________。

(7)為測定某含硫代硫酸鈉樣品的純度(其它雜質(zhì)均不參加反應(yīng))設(shè)計如下方案，并進(jìn)行實驗：

①準(zhǔn)確稱取該硫代硫酸鈉樣品mg，配制成250mL待測溶液。

②移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，加入少量淀粉溶液，用 nmol·L－1I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(發(fā)生反應(yīng)：2S2O32－+I2=S4O32－+2I－)，至滴定終點。

③滴定終點的現(xiàn)象為___________，平均消耗I2標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL，樣品中Na2S2O4的純度為___________(用代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】圓底燒瓶 ZnS2O4+2NaOHNa2S2O4 + Zn(OH)2 排出裝置中殘留的O2或空氣(或防止生成物Na2S2O4被氧化) 加入氯化鈉，增大了Na+離子濃度，促進(jìn)Na2S2O4結(jié)晶析出(用沉淀溶解平衡解釋可以 取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層清液(或過濾，取濾液)，滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na2SO4雜質(zhì) 2Ag++S2O42—+4OH—＝2Ag↓+2SO32—+2H2O 滴入最后一滴I2，溶液變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘不褪色 3.16nv/m(或316nv/m%或3.16nv/m×100%)

【解析】

裝置A中的濃硫酸通過分液漏斗滴到蒸餾燒瓶中和Cu反應(yīng)制得二氧化硫，二氧化硫和Zn在三頸燒瓶中反應(yīng)生成ZnS2O4，加入NaOH溶液反應(yīng)生成Na2S2O4和Zn(OH)2沉淀，裝置C中氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫尾氣，防止污染空氣，據(jù)此答題。

（1）儀器①的名稱是圓底燒瓶，故答案為：圓底燒瓶。

（2）28~35℃下反應(yīng)生成的ZnS2O4與NaOH溶液反應(yīng)，反應(yīng)生成Na2S2O4和Zn(OH)2沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnS2O4+2NaOHNa2S2O4+Zn(OH)2，故答案為：ZnS2O4+2NaOHNa2S2O4+Zn(OH)2。

（3）由于Na2S2O4具有極強的還原性，易被空氣氧化，所以B裝置反應(yīng)前應(yīng)排盡裝置中的空氣，防止氧氣干擾實驗，故答案為：排出裝置中殘留的O2或空氣(或防止生成物Na2S2O4被氧化)。

（4）加入NaCl固體的目的是，溶液中的Na+離子濃度增大，使Na2S2O4的溶解度降低，更易結(jié)晶析出，提高產(chǎn)率，故答案為：加入氯化鈉，增大了Na+離子濃度，促進(jìn)Na2S2O4結(jié)晶析出(用沉淀溶解平衡解釋可以)。

（5）應(yīng)固體中含有的Na2SO3、Na2S2O3會干擾Na2SO4的檢驗，應(yīng)先加入足量的稀鹽酸，排除Na2SO3、Na2S2O3的干擾，再加入BaCl2溶液，檢驗是否存在Na2SO4，故答案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層清液(或過濾，取濾液)，滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na2SO4雜質(zhì)。

（6）由題意可知，AgNO3溶液和堿性Na2S2O4溶液反應(yīng)生成納米級的銀粉，反應(yīng)中Ag元素的化合價升高，做氧化劑，Na2S2O4做氧化劑被氧化，因氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1，由得失電子數(shù)目守恒可知S2O32-被氧化為SO32-，反應(yīng)的方程式：2Ag++S2O42-+4OH-=2Ag↓+2SO32-+2H2O，故答案為：2Ag++S2O42-+4OH-=2Ag↓+2SO32-+2H2O。

（7）移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，加入少量淀粉溶液，用nmol·L－1I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，滴定終點的現(xiàn)象為：滴入最后一滴I2，溶液變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘不褪色，根據(jù)離子方程式進(jìn)行計算得到25.00mL硫代硫酸鈉物質(zhì)的量：

2S2O32－+I2=S4O32－+2I－

2 1

n（Na2S2O3）nmol/L×V×10-3L

n(Na2S2O3)=2nV×10-3mol

配制的250mL溶液中含有n(Na2S2O3)=0.02nVmol，樣品中n(Na2S2O3)的百分含量=0.02nV×158g/mol÷m×100%=3.16nV/m，故答案為：滴入最后一滴I2，溶液變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘不褪色；3.16nv/m(或316nv/m%或3.16nv/m×100%)。