Question

2．資料顯示：a．Na₂S₂O₃、BaS₂O₃、BaS均易溶于水．b．SO₂、Na₂S、Na₂CO₃反應可生成Na₂S₂O₃．某化學小組據此進行了制備硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）的探究：實驗制備裝置如圖所示（省略夾持裝置）：

回答問題：
（1）儀器a的名稱是分液漏斗．
（2）裝置B中的長頸漏斗的作用是平衡壓強
（3）在裝置C中生成Na₂S₂O₃．
①完成反應方程式：4SO₂+2Na₂S+1Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+□
②反應開始先使A中發生反應一會兒，再使C中反應發生，其原因是排除裝置內空氣，防止發生氧化生成Na₂SO₄．
（4）完成對所得產品的檢測的實驗：

推測	操作和現象	結論
雜質中的正鹽成分可能有： A，、Na2S B，、Na2CO3 C，、Na2SO4 D，、Na2SO3	①取Wg產品配成稀溶液； ②向溶液中滴加過量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，過濾，得沉淀和濾液； ③向沉淀中加入過量鹽酸，沉淀完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產生． ④向濾液滴加2滴淀粉溶液，再逐滴加0.1000mol•L-1碘的標準溶液，消耗碘的標準溶液體積為18.10mL．	產品雜質中： 一定含有Na2SO3， 可能含有Na2CO3Na2S， 一定不含有Na2SO4． 操作④發生的反應是： 2S2O32-+I2═S4O${\;}_{6}^{2-}$+2I- Ⅰ、判斷達到滴定終點的現象是溶液由無色變藍色，且半分鐘不褪色 Ⅱ、產品純度：（9/W）×100%．

Answer 1

分析 利用硫酸與亞硫酸鈉反應制備二氧化硫，先排除裝置中的空氣，c中得到硫代硫酸鈉，由題目信息可知，c中盛放Na₂CO₃和Na₂S混合物，發生總反應為：Na₂CO₃+2Na₂S+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，從C中溶液得到Na₂S₂O₃•5H₂O，需要經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、干燥，
（1）根據常見儀器的名稱來解答；
（2）B是安全瓶，用來平衡壓強；
（3）①根據得失電子守恒和原子守恒配平化學方程式；
②空氣中含有氧氣，可以將產物氧化為Na₂SO₄，所以C中反應發生前，先要排除裝置內空氣，防止發生氧化生成Na₂SO₄；
（4）①取Wg產品配成稀溶液；
②向溶液中滴加過量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明雜志可能有Na₂CO₃、Na₂SO₃、Na₂SO₄，
③向沉淀中加入過量鹽酸，沉淀完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產生，說明沒有Na₂SO₄，一定有Na₂SO₃，可能有Na₂CO₃，
④據反應方程式和碘的量計算硫代硫酸鈉的質量，進而計算純度．

解答 解：（1）儀器a的名稱是分液漏斗；
故答案為：分液漏斗；
（2）B是安全瓶，裝置B中的長頸漏斗用來平衡壓強；
故答案為：平衡壓強；
（3）①S元素在二氧化硫中為+4價，在硫化鈉中為-2價，反應后為+2價，所以二氧化硫和硫化鈉物質的量之比為2：1，據原子守恒，二氧化硫錢的化學計量數為4，硫化鈉的化學計量數為2，據原子守恒，還生成二氧化碳，化學方程式為：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂；
故答案為：4；2；1；3；CO₂；
②空氣中含有氧氣，可以將產物氧化為Na₂SO₄，所以C中反應發生前，先要排除裝置內空氣，防止發生氧化生成Na₂SO₄；
故答案為：排除裝置內空氣，防止發生氧化生成Na₂SO₄；
（4）向溶液中滴加過量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，說明雜志可能有Na₂CO₃、Na₂SO₃、Na₂SO₄，向沉淀中加入過量鹽酸，沉淀完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產生，說明沒有Na₂SO₄，一定有Na₂SO₃，可能有Na₂CO₃，據反應方程式，消耗0.100 0mol•L^-1×0.01810L=0.001810mol碘，能夠反應0.00362mol硫代硫酸鈉，質量為0.00362mol×248g/mol=8.9776g，所以產品純度為$\frac{8.9776g}{wg}$×100%≈$\frac{9}{w}$×100%，碘遇淀粉變藍色，反應結束時，碘反應完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃標準液時溶液由藍色變為無色且半分鐘內不變色，說明到達滴定終點，
故答案為：

推測	操作和現象	結論
Na2SO3		Na2SO3           Na2CO3 Na2S    Na2SO4           Ⅰ、溶液由無色變藍色，且半分鐘不褪色   Ⅱ、（9/W）×100%

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點評 本題以制備硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O）為載體，考查了氧化還原反應方程式書寫、配平以及物質的分離提純、檢驗、設計優化等，綜合性較強，難度中等．