Question

19．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）俗名大蘇打，可用做分析試劑．它易溶于水，難溶于酒精，受熱、遇酸易分解．工業(yè)上可用硫化堿法制備，反應(yīng)原理：

2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂，實(shí)驗(yàn)室模擬該工業(yè)過程的裝置如圖所示，回答下列問題：
開啟分液漏斗a，使硫酸慢慢滴下，適當(dāng)調(diào)節(jié)螺旋夾，使反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂氣體較均勻地通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，同時開啟電磁攪拌器攪動．
（1）b裝置的名稱是蒸餾燒瓶，b中反應(yīng)的離子方程式為SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O．
（2）反應(yīng)開始后，c中先有渾濁產(chǎn)生，后又變?yōu)槌吻�，此渾濁物是S．
（3）控制b中的溶液的pH接近7，停止通入SO₂．若未控制好pH＜7，會影響產(chǎn)率，原因是（用離子方程式表示）S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑．
（4）停止通入SO₂后，將c中的溶液抽入d中，d中的試劑為NaOH溶液．
（5）將d所得液溶轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中，水浴加熱濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，洗滌晶體所用的試劑為（填化學(xué)式）C₂H₅OH．
（6）為檢驗(yàn)制得的產(chǎn)品的純度，該實(shí)驗(yàn)小組稱取5.0克的產(chǎn)品配制成250mL硫代硫酸鈉溶液，并用間接碘量法標(biāo)定該溶液的濃度：．在錐形瓶中加入25mL 0.01mol/L KIO₃溶液，并加入過量的KI酸化，發(fā)生下列反應(yīng)：5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時，消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，則該產(chǎn)品的純度是59.3%．（用百分?jǐn)?shù)表示，保留1位小數(shù)）

Answer 1

分析 第一個裝置為二氧化硫的制取裝置，制取二氧化硫的原料為：亞硫酸鈉和70%的濃硫酸；反應(yīng)的離子方程式為：SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，c裝置為Na₂S₂O₃的生成裝置：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂，d裝置為尾氣吸收裝置，吸收二氧化硫和硫化氫等酸性氣體；反應(yīng)開始時發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂S+4SO₂+H₂O=2H₂S+Na₂SO₃，SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O．
（1）裝置中的儀器b是蒸餾燒瓶；b中反應(yīng)是制備二氧化硫氣體的反應(yīng)，裝置b為二氧化硫的制取，制取二氧化硫的原料為：亞硫酸鈉和70%的濃硫酸；c裝置為Na₂S₂O₃的生成裝置；（2）反應(yīng)開始后，c中先有渾濁產(chǎn)生，后又變澄清，由于SO₂具有氧化性，能與硫化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)S，從而使溶液變混濁，因此反應(yīng)開始后，產(chǎn)生的渾濁物是S；
（3）硫代硫酸鈉在酸性溶液中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S、SO₂和水；
（4）由于硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于酒精，受熱、遇酸易分解，所以d中的溶液應(yīng)該顯堿性；
（5）由于硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于酒精，所以洗滌晶體所用的試劑為酒精；
（6）根據(jù)反應(yīng)式5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-建立關(guān)系式：KIO₃～6Na₂S₂O₃，根據(jù)碘酸根離子的物質(zhì)的量求出Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量濃度，求出250mL溶液中Na₂S₂O₃晶體的質(zhì)量，與總質(zhì)量5g相比得純度．

解答 解：（1）裝置中b儀器是帶支管的燒瓶為蒸餾燒瓶，儀器b的名稱是蒸餾燒瓶，第一個裝置為二氧化硫的制取裝置，制取二氧化硫的原料為：亞硫酸鈉和70%的濃硫酸，反應(yīng)的離子方程式為：SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，
故答案為：蒸餾燒瓶；SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O；
（2）反應(yīng)開始時發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂S+SO₂+H₂O=H₂S+Na₂SO₃，SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O，故該渾濁物是S，
故答案為：S；
（3）由于硫代硫酸鈉在酸性溶液中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S、SO₂和水，離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑，所以若未控制好，pH＜7時會影響產(chǎn)率；
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
（4）由于硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于酒精，受熱、遇酸易分解，停止通入SO₂后，將c中的溶液抽入d中，d中的試劑應(yīng)該顯堿性，為氫氧化鈉溶液；
故答案為：NaOH溶液；
（5）由于硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于酒精，所以洗滌晶體所用的試劑為酒精，化學(xué)式為C₂H₅OH；
故答案為：C₂H₅OH；
（6）在錐形瓶中加入25mL 0.0lmol•L^-1KIO₃溶液，并加入過量的KI并酸化，發(fā)生下列反應(yīng)：5I^-+IO₃^-+6H⁺═3I₂+3H₂O，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，
則可得關(guān)系式：IO₃^-～6S₂O₃^2-，
            1mol         6mol
   0.025L×0.0lmol•L^-1   n（S₂O₃^2-）
則n（S₂O₃^2-）=0.0015mol，則原溶液中Na₂S₂O₃的物質(zhì)的量是0.0015mol×250/20=0.01875mol，質(zhì)量是0.01875mol×158g/mol=2.9625g，因此該產(chǎn)品的純度是$\frac{2.9625g}{5.0g}$×100%=59.3%，
故答案為：59.3%．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和制備過程分析應(yīng)用，明確實(shí)驗(yàn)操作與設(shè)計(jì)及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．