Question

12．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大蘇打”，又稱為“海波”，可用于照相業(yè)作定影劑，也可用于紙漿漂白作脫氯劑等．它易溶于水，難溶于乙醇，加熱、遇酸均易分解．工業(yè)上常用亞硫酸鈉法、硫化堿法等制備．
某實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉，其反應(yīng)裝置及所需試劑如圖1：

實(shí)驗(yàn)具體操作步驟為：
①開啟分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，適當(dāng)調(diào)節(jié)分液的滴速，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(shí)開啟電動(dòng)攪拌器攪動(dòng)，水浴加熱，微沸．
②直至析出的渾濁不再消失，并控制溶液的pH接近7時(shí)，停止通入SO₂氣體．
③趁熱過濾，將濾液加熱濃縮，冷卻析出Na₂S₂O₃•5H₂O．
④再經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到所需的產(chǎn)品．
（1）寫出儀器A的名稱蒸餾燒瓶，步驟④中洗滌時(shí)，為了減少產(chǎn)物的損失用的試劑可以是乙醇；
（2）為了保證硫代硫酸鈉的產(chǎn)量，實(shí)驗(yàn)中不能讓溶液pH＜7，請(qǐng)用離子方程式解釋原因S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（3）寫出三頸燒瓶B中制取Na₂S₂O₃反應(yīng)的總化學(xué)反應(yīng)方程式4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
（4）最后得到的產(chǎn)品中可能含有Na₂SO₄雜質(zhì)．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄，簡要說明實(shí)驗(yàn)操作，現(xiàn)象和結(jié)論取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)；
（5）測(cè)定產(chǎn)品純度準(zhǔn)確稱取1.00g產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.1000mol•L^-1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．反應(yīng)原理為2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-．滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為：滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不再褪色，
滴定起始和終點(diǎn)的液面位置如圖2：則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為16.00 mL，產(chǎn)品的純度為79.36%．

Answer 1

分析 （1）A名稱是蒸餾燒瓶；產(chǎn)品易溶于水難溶于乙醇；
（2）硫代硫酸鈉遇酸反應(yīng)生成硫、二氧化硫和水；
（3）SO₂、Na₂S和Na₂CO₃反應(yīng)生成Na₂S₂O₃，結(jié)合質(zhì)量守恒確定產(chǎn)物并配平；
（4）加入鹽酸，Na₂S₂O₃反應(yīng)生成S沉淀，靜置后取上層清液，滴加BaCl₂溶液，檢驗(yàn)溶液中是否含有硫酸根離子；
（5）淀粉遇碘變藍(lán)色，其它物質(zhì)遇碘不變藍(lán)色；消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積=（18.50-2.50）mL=16.00mL，根據(jù)反應(yīng)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，n（S₂O₃^2-）=2n（I₂），然后碘單質(zhì)的物質(zhì)的量計(jì)算出Na₂S₂O₃•5H₂O質(zhì)量及產(chǎn)品的純度．

解答 解：（1）根據(jù)儀器A的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)知A的名稱為蒸餾燒瓶；產(chǎn)品易溶于水，難溶于乙醇，步驟 ④中洗滌時(shí)，為了減少產(chǎn)物的損失用的試劑可以是乙醇；
故答案為：蒸餾燒瓶；乙醇；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會(huì)生成S和二氧化硫，所以產(chǎn)率會(huì)下降，其反應(yīng)的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（3）三頸燒瓶B中制取Na₂S₂O₃反應(yīng)的總化學(xué)反應(yīng)方程式為：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
故答案為：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
（4）檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄的實(shí)驗(yàn)方案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)；
故答案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)；
（5）淀粉遇碘變藍(lán)色，其它物質(zhì)遇碘不變藍(lán)色，所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象是：滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不再褪色；
消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積=（18.50-2.50）mL=16.00mL，n（I₂）=0.100 0mol•L^-1×0.0016L=1.6×10^-4mol，根據(jù)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知知n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=3.2×10^-4mol，m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=0.7936g，產(chǎn)品的純度為，其純度=$\frac{0.7936g}{1.00g}$×100%=79.36%；
故答案為：滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不再褪色；16.00；79.36%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)分析、評(píng)價(jià)及計(jì)算能力，明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、元素化合物性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意（5）題碘溶液體積書寫方式（保留小數(shù)點(diǎn)后2位），題目難度不大．