Question

5．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應制得．
已知：
①Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩定存在；
②硫代硫酸鈉與碘反應的離子方程式為：2S₂O₃^2-+I₂→S₄O₆^2-+2I^-
（Ⅰ）制備Na₂S₂O₃•5H₂O
①打開K₁，關閉K₂，向放有銅片的圓底燒瓶中加入足量濃硫酸，加熱．圓底燒瓶中發生反應的化學方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
②C中混合液被氣流攪動，反應一段時間后，硫粉的量逐漸減少．
C中碳酸鈉的作用是提供堿性環境，作反應物．D中可能發生的離子反應方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O、CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O．“停止C中的反應”的操作
是打開K₂，關閉K₁．
③過濾C中的混合液．將濾液加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、烘干，得到產品．
④裝置B中盛放的試劑是（填化學式）NaOH溶液，其作用是在C中的反應停止后，吸收A中產生的多余SO₂，防止空氣污染．
（Ⅱ）用I₂的標準溶液測定產品的純度取5.5g產品，配制成100mL溶液．取10.00mL溶液，以淀粉溶液為指示劑，用濃度為0.050mol/L I₂的標準溶液進行滴定，相關數據記錄如下表所示．

編號	1	2	3
溶液的體積/mL	10.00	10.00	10.00
消耗I2標準溶液的體積/mL	19.95	17.10	20.05

滴定時，達到滴定終點的現象是加入最后一滴I₂標準溶液后，溶液變藍，且半分鐘內顏色不改變．Na₂S₂O₃•5H₂O在產品中的質量分數是90.2%（用百分數表示，且保留1位小數）．

Answer 1

分析 （Ⅰ）①銅和濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；
②Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩定存在，二氧化硫通入碳酸鈉溶液中反應生成亞硫酸鈉和硫粉反應生成硫代硫酸鈉；裝置D是用氫氧化鈉吸收未反應的二氧化硫和產生的二氧化碳；停止C裝置反應打開K₂，關閉K₁；
④裝置B是利用氫氧化鈉溶液吸收多余的二氧化硫氣體；
（Ⅱ）以淀粉溶液為指示劑，用濃度為0.050mol/L I₂的標準溶液進行滴定，終點現象為溶液變藍色且半分鐘內不褪色；依據反應的定量關系 2S₂O₃^2-+I₂→S₄O₆^2-+2I^-．計算碘單質消耗的硫代硫酸鈉，計算得到樣品中的質量分數．

解答 解：（Ⅰ）①銅和濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩定存在，二氧化硫通入碳酸鈉溶液中反應生成亞硫酸鈉和硫粉反應生成硫代硫酸鈉，C中混合液被氣流攪動，反應一段時間后，硫粉的量逐漸減少，所以C中碳酸鈉的作用是做反應物，提供堿性環境，裝置D是用氫氧化鈉吸收未反應的二氧化硫和產生的二氧化碳，反應的離子方程式為SO₂+2OH ^-=SO₃^2-+H₂O、CO₂+2OH ^-=CO₃^2-+H₂O，停止C中的反應的操作是應打開K₂，關閉K₁ ，
故答案為：提供堿性環境，作反應物；SO₂+2OH ^-=SO₃^2-+H₂O、CO₂+2OH ^-=CO₃^2-+H₂O；打開K₂，關閉K₁；
④為防止過量的二氧化硫污染性氣體排放到空氣中污染環境，裝置B是利用氫氧化鈉溶液吸收多余的二氧化硫氣體；
故答案為：NaOH；在C中的反應停止后，吸收A中產生的多余SO₂，防止空氣污染；
（Ⅱ）以淀粉溶液為指示劑，用濃度為0.050mol/L I₂的標準溶液進行滴定，終點現象為溶液變藍色且半分鐘內不褪色；根據表中數據可知，第二次實驗中消耗I₂標準溶液的體積偏小，舍去，則實際消耗I₂標準溶液的體積的平均值是=$\frac{19.95+20.05}{2}$=20ml，則根據反應的方程式可知，2S₂O₃^2-+I₂→S₄O₆^2-+2I^-，所以樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的物質的量是0.050mol/L×0.0200L×2×10=0.02mol，則Na₂S₂O₃•5H₂O在產品中的質量分數=$\frac{0.02mol×248g/mol}{5.5g}$×100%=90.2%；
故答案為：加入最后一滴I₂標準溶液后，溶液變藍，且半分鐘內顏色不改變；90.2%．

點評 本題考查了物質性質的實驗驗證和實驗方法應用，物質性質的掌握和實驗基本操作是解題關鍵，題目難度中等．