Question

20．利用K₂Cr₂O₇標準溶液可以定量測定市售硫代硫酸鈉試劑的純度．測定步驟如下：
（a）溶液配制：稱取1.3000g硫代硫酸鈉試樣，用新煮沸并冷卻的蒸餾水溶解后，加入少量碳酸鈉固體，定容至100mL，避光放置7天．
（b）滴定：取10.00mL濃度為0.01000mol/L的K₂Cr₂O₇標準溶液，加入硫酸酸化后再加過量KI溶液（發生反應：Cr₂O₇^2-+I^-→I₂+Cr³⁺）．然后加入某指示劑，用硫代硫酸鈉滴定至終點（發生的反應為2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-）．記錄硫代硫酸鈉溶液的用量，平行滴定3次．回答下列問題．
（1）步驟（a）中必須用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管
（2）完成并配平步驟（b）中給出的反應
1Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═7H₂O+2Cr³⁺+3I₂
（3）滴定過程中，指示劑應選用淀粉，判斷滴定達到終點的現象是當滴入最后一滴標準液，溶液的藍色褪去，且半分鐘內不變色．
（4）滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定結束后氣泡消失，將導致硫代硫酸鈉試劑的純度偏小（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（5）若Na₂S₂O₃溶液的平均用量為12.00mL，樣品的純度為95%（Na₂S₂O₃•5H₂O的摩爾質量為248g/mol，結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 （1）步驟①是物質的量濃度的配制實驗，使用的儀器有：燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）根據氧化還原反應中氧化劑和還原劑之間得失電子數目相等，表現為化合價升降的總數相等進行解答；
（3）步驟③中，根據反應有碘單質被還原，所以選用淀粉作指示劑，依據碘單質恰好反應時藍色褪去判斷；
（4）若滴定時滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定過程中消失，則消耗標準溶液體積增大，依據c（待測）=$\frac{c（標準）V（標準）}{V（待測）}$，標準溶液體積增大；
（5）根據方程式中 I₂、S₂O₃^2-之間的關系式計算．

解答 解：（1）步驟①是物質的量濃度的配制實驗，使用的儀器有：燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：100mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）反應中Cr元素化合價由+6價降低到+3價，I元素化合價由-1價升高到0價，則根據化合價升降總數相等結合質量守恒可知配平后的方程式應為Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=7H₂O+2Cr³⁺+3I₂，故答案為：1；6；14H⁺； 7；2；3；
（3）步驟③中，根據反應有碘單質被還原，所以選用淀粉作指示劑，判斷滴定達到終點的現象是當滴入最后一滴標準液，溶液的藍色褪去，且半分鐘內不變色，
故答案為：淀粉；當滴入最后一滴標準液，溶液的藍色褪去，且半分鐘內不變色；
（4）若滴定時滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定過程中消失，則消耗標準溶液體積增大，依據c（待測）=$\frac{c（標準）V（標準）}{V（待測）}$，標準溶液體積增大，100ml溶液中硫代硫酸鈉的質量減小，測定結果偏小，
故答案為：偏小；
（5）根據方程式，Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
得C（S₂O₃^2-）=$\frac{10×0.01×6}{12}$=0.05mol/L，
m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=248g/mol×0.05mol/L×0.1L=1.24g，
質量分數=$\frac{1.24g}{1.3000g}$×100%=95%，
故答案為：95%．

點評 本題主要考查了雜質離子的檢測實驗設計及其滴定法測定含量的過程，有關信息應用和化學方程式的計算，實驗步驟判斷是解題關鍵，題目難度中等．