Question

15．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大蘇打”，又稱為“海波”．它易溶于水，難溶于乙醇，加熱、遇酸均易分解．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：
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．
…
（1）寫出儀器A的名稱蒸餾燒瓶．
（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）從上述生成物混合液中獲得較高產(chǎn)率Na₂S₂O₃•5H₂O的步驟為：
向反應(yīng)混合液加活性炭脫色$\stackrel{操作①}{→}$濾液$\stackrel{操作②}{→}$$→_{③}^{操作}$粗晶體
為減少產(chǎn)品的損失，操作①為趁熱過濾，“趁熱”的原因是為了防止晶體在漏斗中大量析出導(dǎo)致產(chǎn)率降低；操作②是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；操作①是抽濾、洗滌、干燥．
（5）測(cè)定產(chǎn)品純度
取6.00g產(chǎn)品，配制成100mL溶液．取10.00mL溶液，以淀粉溶液為指示劑，用濃度為00.500mol/LI₂的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，反應(yīng)原理為2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-．相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表所示．

編號(hào)	1	2	3
溶液的體積/mL	10.00	10.00	10.00
消耗I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL	19.98	22.50	20.02

滴定時(shí)，達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由無色變藍(lán)色，且半分鐘不褪色．產(chǎn)品的純度為82.67%．
（6）Na₂S₂O₃常用作脫氧劑，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，該反應(yīng)的離子方程式為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器構(gòu)造可知；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會(huì)反應(yīng)生成S和二氧化硫；
（3）二氧化硫與硫化鈉、碳酸鈉反應(yīng)生成Na₂S₂O₃和二氧化碳，結(jié)合質(zhì)量守恒確定產(chǎn)物并配平；
（4）從上述生成物混合液中獲得較高產(chǎn)率Na₂S₂O₃?5H₂O，在混合液中加入活性碳脫色，然后趁熱過濾，防止溶液中Na₂S₂O₃?5H₂O析出，將除去碳后的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、抽濾、洗滌、干燥，可得粗晶體，據(jù)此答題；
（5）淀粉溶液作指示劑，用度為0.500mol/LI₂的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定溶液中的碘，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由無色變藍(lán)色；根據(jù)2S₂O₃^2-～I(xiàn)₂，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的消耗計(jì)算樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量，據(jù)此計(jì)算純度；
（6）Na₂S₂O₃常用作脫氧劑，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，硫元素化合價(jià)升高，則氯元素化合價(jià)降低，生成氯離子，據(jù)此書寫．

解答 解：（1）儀器A為蒸餾燒瓶；
故答案為；蒸餾燒瓶；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會(huì)生成S和二氧化硫，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）二氧化硫與硫化鈉、碳酸鈉反應(yīng)生成Na₂S₂O₃和二氧化碳，反應(yīng)為4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
故答案為：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
（4）從上述生成物混合液中獲得較高產(chǎn)率Na₂S₂O₃?5H₂O，在混合液中加入活性碳脫色，然后趁熱過濾，防止溶液中Na₂S₂O₃?5H₂O析出，將除去碳后的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、抽濾、洗滌、干燥，可得粗晶體，所以操作①趁熱過濾，其目的是：趁熱是為了防止晶體在過濾的過程中在漏斗中析出導(dǎo)致產(chǎn)率降低；過濾是為了除去活性炭、硫等不溶性雜質(zhì)，操作②是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；
故答案為：為了防止晶體在漏斗中大量析出導(dǎo)致產(chǎn)率降低；蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；
（5）淀粉溶液作指示劑，用度為0.500mol/LI₂的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定溶液中的碘，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由無色變藍(lán)色，且半分鐘不褪色；
第二組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差較大，舍去，故消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為（19.98+20.02）mL÷2=20.00mL，2S₂O₃^2-～I(xiàn)₂，則n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=2n（I₂），故產(chǎn)品純度為：$\frac{20.00mL×1{0}^{-3}×0.5mol/L×2×\frac{100mL}{10mL}×248g/mol}{6g}×100%$=82.67%；
故答案為：溶液由無色變藍(lán)色，且半分鐘不褪色；82.67%；
（6）Na₂S₂O₃常用作脫氧劑，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，硫元素化合價(jià)升高，則氯元素化合價(jià)降低，生成氯離子，離子反應(yīng)為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
故答案為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)方案方案，涉及儀器識(shí)別、對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)、方程式書寫、實(shí)驗(yàn)操作、化學(xué)計(jì)算等，側(cè)重實(shí)驗(yàn)分析能力及知識(shí)綜合應(yīng)用能力的考查，題目難度中等