Question

10．Na₂S₂O₃可以用作氰化物的解毒劑，工業上常用硫化堿法制備Na₂S₂O₃，反應原理為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂3Na₂S₂O₃+CO₂，某研究小組在實驗室模擬該工業原理制備Na₂S₂O₃，實驗裝置如圖1：
Ⅰ．實驗步驟：
（1）檢查裝置氣密性，按如圖示加入試劑．儀器a的名稱是分液漏斗；
（2）先向C中燒瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液，再向A中燒瓶滴加濃H₂SO₄．
（3）待Na₂S和Na₂CO₃完全消耗后，結束反應．過濾C中混合物，濾液經蒸發濃縮、冷卻結晶（填寫操作名稱）、過濾、洗滌、干燥，得到產品．
Ⅱ．[探究與反思]
（1）裝置D的作用是檢驗裝置C中SO₂的吸收效率，則D中試劑是品紅或溴水或KMnO₄溶液，表明SO₂吸收效率低的實驗現象是D中溶液顏色很快褪去．
（2）實驗制得的Na₂S₂O₃•5H₂O樣品中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質．利用所給試劑設計實驗，檢測產品中是否存在Na₂SO₄，簡要說明實驗操作，現象和結論：取少量產品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層溶液（或過濾，取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質．
已知Na₂S₂O₃•5H₂O遇酸易分解：S₂O₃²?+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O
供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液
（3）為減少裝置A中生成的Na₂SO₄的量，在不改變原有裝置的基礎上對原有實驗步驟（2）進行了改進，改進后的操作是先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液．
Ⅲ．測定產品純度
準確稱取W g產品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.100 0mol•L^-1碘的標準溶液滴定．
反應原理為2S₂O₃²?+I₂═S₄O₆²?+2I-
（1）滴定至終點時，溶液顏色的變化：溶液由無色變為藍色．
（2）滴定起始和終點的液面位置如圖2，則消耗碘的標準溶液體積為18.10mL．產品的純度為（設Na₂S₂O₃•5H₂O相對分子質量為M）$\frac{3.62×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據裝置可知儀器a的名稱；
（3）根據從Na₂S₂O₃溶液中將Na₂S₂O₃結晶析出的操作分析；
Ⅱ．（1）檢驗裝置C中SO₂的吸收效率的高低影響著D裝置中SO₂的量，檢驗SO₂可以用品紅或溴水或KMnO₄溶液，SO₂吸收效率低時，D裝置中SO₂量就多，據此判斷；
（2）檢驗硫酸根離子可以在酸性溶液中加鋇離子，看是否有沉淀出現；
（3）根據亞硫酸鈉易被氧化生成硫酸鈉分析；
Ⅲ．（1）Na₂S₂O₃反應完畢，加入最后一滴碘的標準液遇淀粉變藍色；
（2）起始、終點時標準液讀數之差消耗標準液的體積；根據方程式計算Na₂S₂O₃的物質的量，再根據m=nM計算其質量，進而計算產品的純度．

解答 Ⅰ．（1）根據裝置可知儀器a的名稱為分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（3）過濾C中混合物，濾液Na₂S₂O₃溶液，將Na₂S₂O₃溶液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，得到a₂S₂O₃晶體，
故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶；
Ⅱ．（1）檢驗裝置C中SO₂的吸收效率的高低影響著D裝置中SO₂的量，檢驗SO₂可以用品紅或溴水或KMnO₄溶液，SO₂吸收效率低時，D裝置中SO₂量就多，所以D中的試劑為品紅或溴水或KMnO₄溶液，表明SO₂吸收效率低的實驗現象是D中溶液顏色很快褪去，
故答案為：品紅或溴水或KMnO₄溶液；顏色很快褪去；
（2）檢驗硫酸根離子可以在酸性溶液中加鋇離子，其操作為取少量產品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層溶液（或過濾，取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質，
故答案為：取少量產品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層溶液（或過濾，取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質；
（3）因為亞硫酸鈉易被氧化生成硫酸鈉，所以為減少裝置C中生成Na₂SO₄的量，改進后的操作是先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液，
故答案為：先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液；
Ⅲ．（1）Na₂S₂O₃反應完畢，加入最后一滴碘的標準液遇淀粉變藍色，滴定至終點時，溶液顏色的變化是：溶液由無色變為藍色，
故答案為：溶液由無色變為藍色；
（2）由圖可知，開始液面讀數為0.00mL，滴定終點液面讀數為18.10mL，則消耗標準液的體積為18.10mL，由2S₂O₃^2-+I₂=S₂O₃^2-+2I^-可知n（Na₂S₂O₃）=2n（I₂）=2×18.10×10^-3L×0.1mol/L=）=3.62×10^-3mol，故樣品的純度為$\frac{3.62×10{\;}^{-3}mol×Mg/mol}{Wg}$×100%=$\frac{3.62×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%，
故答案為：18.10；$\frac{3.62×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%．

點評 本題考查實驗制備方案、物質含量的測定，明確原理是解題關鍵，注意對題目信息的提取應用，是對學生綜合能力的考查，難度中等．