Question

硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）可由亞硫酸鈉和硫粉通過(guò)化合反應(yīng)制得：Na₂SO₃+S

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Na₂S₂O₃．常溫下溶液中析出晶體為Na₂S₂O₃?5H₂O．Na₂S₂O₃?5H₂O于40～45℃熔化，48℃分解；Na₂S₂O₃ 易溶于水，不溶于乙醇．在水中有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖1所示．

Ⅰ．現(xiàn)按如下方法制備Na₂S₂O₃?5H₂O：
將硫化鈉和碳酸鈉按反應(yīng)要求比例一并放入三頸燒瓶中，注入150mL蒸餾水使其溶解，在分液漏斗中，注入濃鹽酸，在裝置2中加入亞硫酸鈉固體，并按上右圖安裝好裝置．打開(kāi)分液漏斗活塞，注入濃鹽酸使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫氣體較均勻的通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，并用磁力攪拌器攪動(dòng)并加熱，反應(yīng)原理為：
①Na₂CO₃+SO₂═Na₂SO₃+CO₂ 
②Na₂S+SO₂+H₂O═Na₂SO₃+H₂S
③2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O
④Na₂SO₃+S

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Na₂S₂O₃
總反應(yīng)為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂
（1）儀器2的名稱為

 

．
（2）裝置6中可放入

 

．
A．BaCl₂溶液     B．濃H₂SO₄    C．酸性KMnO₄溶液     D．NaOH溶液分離Na₂S₂O₃?5H₂O：
熱的反應(yīng)混合液

活性炭脫色

并保溫

操作①

濾液

蒸發(fā)濃縮

冷卻晶體

操作②

粗晶體
（3）為減少產(chǎn)品的損失，操作①為

 

，操作②是抽濾洗滌干燥，其中洗滌操作是用

 

（填試劑）作洗滌劑．
（4）蒸發(fā)濃縮濾液直至溶液呈微黃色渾濁為止，蒸發(fā)時(shí)控制溫度不宜過(guò)高的原因是

 

．
Ⅱ．Na₂S₂O₃性質(zhì)的檢驗(yàn)及其應(yīng)用
（1）向足量的新制氯水中滴加Na₂S₂O₃溶液，氯水顏色變淺，寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）常用Na₂S₂O₃溶液測(cè)定廢水中Ba²⁺濃度，步驟如下：取廢水25.00mL，控制適當(dāng)?shù)乃岫燃尤胱懔縆₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；過(guò)濾、洗滌后，用適量稀鹽酸溶解，此時(shí)CrO₄^2-全部轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-；再加過(guò)量KI溶液，充分反應(yīng)后得混合溶液V mL，將其平均分成4等份，加入淀粉溶液作指示劑，用0.0010mol?L^-1 的Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行滴定，反應(yīng)完全時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表所示：

編號(hào)	1	2	3	4
消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL	18.02	17.98	18.00	20.03

部分反應(yīng)離子方程式為：①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O    ②2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-
則判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是

 

；廢水中Ba²⁺的物質(zhì)的量濃度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：Ⅰ．（1）根據(jù)儀器2的構(gòu)造及使用方法寫出其名稱；
（2）根據(jù)裝置6在實(shí)驗(yàn)中的作用選用試劑；
（3）操作①的目的是分離出用于吸收有色雜質(zhì)的活性炭，則該操作為過(guò)濾，由于常溫下溶液中析出晶體Na₂S₂O₃?5H₂O，為了避免產(chǎn)品損失，需要趁熱過(guò)濾；Na₂S₂O₃易溶于水，不溶于乙醇，為了減少損失，可以用乙醇為洗滌劑；
（4）根據(jù)“Na₂S₂O₃?5H₂O于40～45℃熔化，48℃分解”分析蒸發(fā)時(shí)要控制溫度不宜過(guò)高的原因；
Ⅱ．（1）Na₂S₂O₃與足量氯水反應(yīng)，氯氣是強(qiáng)氧化劑，硫代硫酸鈉中硫元素被氧化為硫酸根，氯氣中氯元素被還原為CI^-．離子方程式為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
（2）生成的碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)，用硫代硫酸鈉滴定時(shí)，當(dāng)藍(lán)色褪去半分鐘不變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)；根據(jù)反應(yīng)方程式中各物質(zhì)計(jì)量數(shù)之間的關(guān)系求算．
根據(jù)n=cV計(jì)算出1.28g樣品消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量，根據(jù)根據(jù)反應(yīng)計(jì)算出樣品中含有Na₂S₂O₃?5H₂O的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式計(jì)算出產(chǎn)品中Na₂S₂O₃?5H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）根據(jù)圖示裝置可知，儀器2的名稱為蒸餾燒瓶；故答案為：蒸餾燒瓶；
（2）裝置6是尾氣吸收裝置主要吸收二氧化硫污染性氣體，選項(xiàng)中酸性KMnO₄溶液具有氧化性，能氧化二氧化硫生成硫酸吸收，氫氧化鈉溶液和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，能吸收二氧化硫，而濃硫酸、氯化鋇與二氧化硫不反應(yīng)，不能吸收二氧化硫，所以CD正確，
故答案為：CD；
（3）常溫下溶液中析出晶體為Na₂S₂O₃?5H₂O，Na₂S₂O₃?5H₂O于40～45℃熔化，為了避免析出Na₂S₂O₃?5H₂O導(dǎo)致產(chǎn)率降低，所以操作①過(guò)濾出活性炭時(shí)需要趁熱過(guò)濾；
洗滌晶體時(shí)為減少晶體損失，減少Na₂S₂O₃?5H₂O的溶解，依據(jù)Na₂S₂O₃易溶于水，不溶于乙醇的性質(zhì)選擇乙醇洗滌，且洗滌后乙醇易揮發(fā)，不引入新的雜質(zhì)，
故答案為：趁熱過(guò)濾；乙醇；
（4）由于Na₂S₂O₃?5H₂O于40～45℃熔化，48℃分解，所以蒸發(fā)時(shí)溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致析出的晶體分解，降低了產(chǎn)率，
故答案為：溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致析出的晶體分解；
Ⅱ．（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)得失電子守恒，S₂O₃^2-→2SO₄^2-～8e^-，Cl₂→2CI^-～2e^-，所以4molCl₂氧化1molS₂O₃^2-，得到8molCl^-和2molSO₄^2-，根據(jù)電荷守恒，生成物中應(yīng)有10molH⁺，根據(jù)原子守恒反應(yīng)物中應(yīng)有5molH₂O，離子方程式為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，故答案為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
（2）依據(jù)標(biāo)定的原理可知，生成的碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)，用硫代硫酸鈉滴定當(dāng)藍(lán)色褪去半分鐘不變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)，所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為：加入最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液后，藍(lán)色消失，且半分鐘內(nèi)顏色不改變；
溶液中發(fā)生的反應(yīng)為：2Ba²⁺+Cr₂O₇^2-=2BaCrO₄+2H^+； Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；  I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；
根據(jù)方程式列出各物質(zhì)的關(guān)系為Ba²⁺～BaCrO₄～

1

2

Cr₂O₇^2-～

3

2

 I₂～3S₂O₃^2-
                          1mol                          3mol
則n（Ba²⁺）=3n（S₂O₃^2-）=

1

3

×0.0010mol?L^-1×18.00×10^-3 L=6×10^-6mol
所以c（Ba²⁺）═

6×10 -6mol

25×10 -3L

=0.00024mol?L^-1；
故答案為：加入最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液后，藍(lán)色消失，且半分鐘內(nèi)顏色不改變； 0.00024mol?L^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)Na₂S₂O₃?5H₂O的制備，考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方法，為高考的高頻題，難度中等，正確理解題干信息明確制備原理為解答此類題的關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，是一道質(zhì)量較高的題目．