Question

3．Na₂S₂O₃是重要的化工原料，易溶于水，在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定．
Ⅰ．制備Na₂S₂O₃•5H₂O
反應原理：Na₂SO₃（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）
實驗步驟：
①稱取20g Na₂SO₃加入圓底燒瓶中，再加入80mL蒸餾水．另取4g研細的硫粉，用3mL乙醇潤濕，加入上述溶液中．
②安裝實驗裝置（如圖1所示，部分夾持裝置略去），水浴加熱，微沸60min．
③趁熱過濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出Na₂S₂O₃•5H₂O，經過濾、洗滌、干燥，得到產品．
回答問題：
（1）硫粉在反應前用乙醇潤濕的目的是使硫粉易于分散到溶液中．
（2）儀器a的名稱是冷凝管，其作用是冷凝回流．
（3）產品中除了有未反應的Na₂SO₃外，最可能存在的無機雜質是Na₂SO₄，檢驗是否存在該雜質的方法是取少量產品溶于過量稀鹽酸，過濾，向濾液中加BaCl₂溶液，若有白色沉淀，則產品中含有Na₂SO₄．
（4）該實驗一般控制在堿性環(huán)境下進行，否則產品發(fā)黃，用離子反應方程式表示其原因：S₂O₃²?+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
Ⅱ．測定產率
將所得產品配成500ml溶液，取該溶液20ml，以淀粉作指示劑，用0.100 0mol•L^-1碘的標準溶液滴定．反應原理為2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-
（5）滴定至終點時，溶液顏色的變化：由無色變?yōu)樗{色．
（6）滴定起始和終點的液面位置如圖2，則消耗碘的標準溶液體積為18.10mL，則該實驗的產率為72.4%．（保留三位有效數(shù)據）
Ⅲ．Na₂S₂O₃的應用
（7）Na₂S₂O₃還原性較強，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，常用作脫氯劑，該反應的離子方程式為S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

Answer 1

分析 （1）硫粉難溶于水、微溶于乙醇，乙醇濕潤可以使硫粉易于分散到溶液中；
（2）根據儀器結構特征寫出其名稱，冷凝管起到冷凝回流的作用；
（3）由于Na₂S₂O₃、Na₂SO₃具有還原性，易被氧氣氧化Na₂SO₄，檢驗溶液是否硫酸根離子進行判斷；
（4）S₂O₃^2-與氫離子在溶液中能夠發(fā)生氧化還原反應生成硫單質與二氧化硫；
（5）滴定前溶液為無色，滴定結束后，碘單質使淀粉變藍；
（6）根據圖示的滴定管中液面讀出初讀數(shù)、終讀數(shù)，然后計算出消耗碘的標準溶液體積；
進行過量計算，根據不足量的物質計算理論產量，根據反應2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，可知n（S₂O₃^2-）=2n（I₂），進而計算樣品的產率；
（7）Na₂S₂O₃還原性較強，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，反應生成硫酸鈉、氯化鈉，配平書寫離子方程式．

解答 解：（1）硫粉難溶于水微溶于乙醇，所以硫粉在反應前用乙醇濕潤是使硫粉易于分散到溶液中，
故答案為：使硫粉易于分散到溶液中；
（2）根據圖示中儀器的結構特征，可知儀器a為冷凝管，該實驗中冷凝管具有冷凝回流的作用，
故答案為：冷凝管；冷凝回流；
（3）由于Na₂S₂O₃、Na₂SO₃具有還原性，易被氧氣氧化Na₂SO₄，所以可能存在的雜質是Na₂SO₄；檢驗硫酸鈉的方法為：取少量產品溶于過量稀鹽酸，過濾，向濾液中加BaCl₂溶液，若有白色沉淀，則產品中含有Na₂SO₄，
故答案為：Na₂SO₄； 取少量產品溶于過量稀鹽酸，過濾，向濾液中加BaCl₂溶液，若有白色沉淀，則產品中含有Na₂SO₄；
（4）S₂O₃^2?與氫離子發(fā)生氧化還原反應生成淡黃色硫單質，反應的離子方程式為：S₂O₃^2?+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，
故答案為：S₂O₃²?+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（5）滴定結束后，碘單質使淀粉變藍，所以滴定終點時溶液顏色變化為：由無色變?yōu)樗{色，
故答案為：由無色變?yōu)樗{色；
（6）根據圖示的滴定管中液面可知，滴定管中初始讀數(shù)為0，滴定終點液面讀數(shù)為18.10mL，所以消耗碘的標準溶液體積為18.10mL；
20g Na₂SO₃加入圓底燒瓶中，再加入80mL蒸餾水．另取
4g硫粉完全反應需要硫酸鈉質量為4g×$\frac{142}{32}$=15.75gg，小于20g，亞硫酸鈉過量，則理論上生成Na₂S₂O₃•5H₂O的物質的量為$\frac{4g}{32g/mol}$=0.125mol，
根據反應2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，n（S₂O₃^2-）=2n（I₂）=0.1000 mol•L^-1×18.10×10^-3L×2×$\frac{500mL}{20mL}$=9.05×10^-2mol，故產率為（9.05×10^-2mol÷0.125mol）×100%=72.4%，
故答案為：72.4%；
（7）Na₂S₂O₃還原性較強，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，配平后的離子方程式為：S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺，
故答案為：S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

點評 本題考查化學實驗制備，涉及儀器識別、離子的檢驗方法、對裝置分析評價、氧化還原反應滴定與計算、離子方程式書寫等，是對學生綜合能力的考查，難度中等．