Question

【題目】Na2S2O3是重要的工業(yè)原料，課外小組以SO2為原料制取Na2S2O3的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

I. 配制混合溶液

將Na2S和Na2CO3按2:1的物質(zhì)的量之比混合，加入一定量的水，形成溶液。

II.預(yù)熱、充分反應(yīng)

將該溶液注入敞口反應(yīng)釜中，加熱反應(yīng)釜一段時間，向反應(yīng)釜中緩慢通入SO2至稍過量。

III.蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

反應(yīng)結(jié)束后加熱濃縮溶液，冷卻至30℃以下，析出大量Na2S2O3 5H2O。

IV.過濾、循環(huán)反應(yīng)

濾出Na2S2O3 5H2O，烘干脫去結(jié)晶水，母液循環(huán)利用。

回答下列問題：

(1)步驟II預(yù)熱時溫度不宜過高，應(yīng)將溫度控制在50℃左右，其主要目的是____________。

(2)步驟II充分反應(yīng)時的化學(xué)方程式為_______________________。

(3)步驟IV中的母液循環(huán)利用，其目的是在節(jié)約成本、減少污染的同時，提高________。

(4)為測定所得Na2S2O3產(chǎn)品的純度，稱取w g烘干后的Na2S2O3產(chǎn)品，先用適量蒸餾水溶解，再用a mol L-1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(2S2O32-+I2=2I-+S4O62-，且不考慮雜質(zhì)與碘反應(yīng))，以淀粉溶液作指示劑，滴定至終點(diǎn)時的現(xiàn)象為_________________。

若消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為b mL，則所得產(chǎn)品的純度為_______________。

Answer 1

【答案】 可以適當(dāng)加快反應(yīng)速率，避免Na2S水解生成H2S而損耗，同時也避免后續(xù)通入的SO2逸出 4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2 生成物的產(chǎn)率(或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率) 溶液剛好呈現(xiàn)藍(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色

【解析】(1) Na2S的水解反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，溫度過高，Na2S因水解生成H2S而損耗，也會減小二氧化硫的溶解度，因此步驟II預(yù)熱時溫度不宜過高，應(yīng)將溫度控制在50℃左右，故答案為：可以適當(dāng)加快反應(yīng)速率，避免Na2S水解生成H2S而損耗，同時也避免后續(xù)通入的SO2逸出；

(2)二氧化硫具有氧化性，硫化鈉具有還原性，根據(jù)題意，二者在碳酸鈉溶液中反生成Na2S2O3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2，故答案為：4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2；

(3)步驟IV中的母液循環(huán)利用，在節(jié)約成本、減少污染的同時，還可以提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等，故答案為：反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；

(4)Na2S2O3反應(yīng)完畢，加入最后一滴碘的標(biāo)準(zhǔn)液遇淀粉變藍(lán)色，滴定至終點(diǎn)時，溶液顏色的變化是：溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色；消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為bmL，由2S2O32-+I2=S2O32-+2I-可知，n(Na2S2O3)=2n(I2)=2b×10-3L×amol/L=2ab×10-3mol，故樣品的純度為×100%=%，故答案為：溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色；%。