Question

1．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大蘇打”，又稱為“海波”，可用于照相業作定型劑，也可用于紙漿漂白作脫氧劑，它易溶于水，難溶于乙醇，加熱、遇酸均易分辨，工業上常用亞硫酸鈉法、硫化堿法等制備，某實驗模擬工業硫化堿法制取硫代硫酸鈉，其反應裝置及所需試劑如圖1：

實驗具體操作步驟為：
①開啟分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，適當調節分液的滴速，使反應產生的SO₂氣體均勻的通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，同時開啟電動攪拌器攪動，水浴加熱，微沸
②直至折出的渾濁不再消失，并控制溶液的PH接近7時，停止通入SO₂氣體
③趁熱過濾，將濾液加熱濃縮，冷卻析出Na₂S₂O₃•5H₂O
④在經過濾、洗滌、干燥．得到所需產品
（1）寫出儀器A的名稱蒸餾燒瓶，步驟④中洗滌時，為了減少產物的損失的試劑可以是乙醇
（2）為了保證硫代硫酸鈉的產量，實驗中不能讓溶液PH＜7，請用離子方程式解釋原因S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑
（3）寫出三頸燒瓶B中制取Na₂S₂O₃反應的總化學方程式4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂
（4）最后得到的產品可能含有反應Na₂SO₄雜質，請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、取上層清液（或過濾，取濾液）、滴加BaCl₂溶液，若出現沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質
（5）測定產品純度
準確稱取1.00g產品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑用0.1000mol•L^-1碘的標準溶液滴定，反應原理為2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₃^3-+2I^-，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16.00mL，產品的純度為79.36%
（6）Na₂S₂O₃常用于脫氧劑，在溶液易被Cl₂氧化SO₄^2-，該反應的離子方程式為S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

Answer 1

分析 （1）由儀器結構特征，可知A為蒸餾燒瓶；
由題目信息可知，硫代硫酸鈉易溶于水、難溶于乙醇，應用乙醇洗滌，減少因溶解導致損失；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會反應生成S和二氧化硫；
（3）三頸燒瓶中SO₂與Na₂S、Na₂CO₃反應生成Na₂S₂O₃，同時生成二氧化碳；
（4）加入鹽酸，Na₂S₂O₃反應生成S沉淀，靜置后取上層清液，滴加BaCl₂溶液，檢驗溶液中是否含有硫酸根離子；
（5）根據圖示的滴定管中液面讀出初讀數、終讀數，然后計算出消耗碘的標準溶液體積，根據反應2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，n（S₂O₃^2-）=2n（I₂），然后碘單質的物質的量計算出Na₂S₂O₃•5H₂O質量及產品的純度；
（6）Na₂S₂O₃還原性較強，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，反應生成硫酸鈉、氯化鈉，配平書寫離子方程式．

解答 解：（1）由儀器結構特征，可知A為蒸餾燒瓶；由題目信息可知，硫代硫酸鈉易溶于水、難溶于乙醇，應用乙醇洗滌，減少因溶解導致損失，
故答案為：蒸餾燒瓶；乙醇；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會生成S和二氧化硫，產率會下降，其反應的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
（3）三頸燒瓶中SO₂與Na₂S、Na₂CO₃反應生成Na₂S₂O₃，同時生成二氧化碳，反應總方程式為：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂，
故答案為：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂；
（4）檢測產品中是否存在Na₂SO₄的實驗方案為：取少量產品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液（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、取上層清液（或過濾，取濾液）、滴加BaCl₂溶液，若出現沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質；
（5）根據圖示的滴定管中液面可知，滴定管中初始讀數為2.50mL，滴定終點液面讀數為18.50mL，所以消耗碘的標準溶液體積為18.50mL-2.50mL=16.00mL；
根據反應2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，n（S₂O₃^2-）=2n（I₂），所以1.00 g產品中含有Na₂S₂O₃•5H₂O質量為：0.1000 mol•L^-1×16.00×10^-3L×2×248g/mol=0.7936g，故則產品的純度為：$\frac{0.7936g}{1.00g}$×100%=79.36%，
故答案為：16.00；79.36；
（6）Na₂S₂O₃還原性較強，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，配平后的離子方程式為：S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺，
故答案為：S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

點評 本題考查實驗方案方案，涉及儀器識別、對操作的分析評價、方程式書寫、離子檢驗、化學計算等，側重實驗分析能力及知識綜合應用能力的考查，題目難度中等．