Question

9．Na₂S₂O₃俗稱大蘇打（海波）是重要的化工原料．用Na₂SO₃和硫粉在水溶液中加熱反應，可以制得Na₂S₂O₃．已知10℃和70℃時，Na₂S₂O₃在100g水中的溶解度分別為60.0g和212g．常溫下，從溶液中析出的晶體是Na₂S₂O₃•5H₂O．現實驗室欲制取Na₂S₂O₃•5H₂O晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O的分子量為248）步驟如下：
①稱取12.6g Na₂SO₃于燒杯中，溶于80.0mL水．
②另取4.0g硫粉，用少許乙醇潤濕后，加到上述溶液中．
③（如圖所示，部分裝置略去），水浴加熱，微沸，反應約1小時后過濾．
④濾液在經過蒸發濃縮、冷卻結晶后析出Na₂S₂O₃•5H₂O晶體．
⑤進行減壓過濾并干燥．
（1）儀器B的名稱是球形冷凝管．其作用是冷凝回流．加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是增加反應物接觸面積，提高反應速率．
（2）步驟④應采取的操作是蒸發濃縮、冷卻結晶．
（3）濾液中除Na₂S₂O₃和可能未反應完全的Na₂SO₃外，最可能存在的無機雜質是Na₂SO₄．如果濾液中該雜質的含量不很低，其檢測的方法是：取出少許溶液，加稀鹽酸至酸性，靜置后，取上層清液或過濾除去S，再加BaCl₂溶液，若出現渾濁則含Na₂SO₄，反之不含．
（4）為了測產品的純度，稱取7.40g 產品，配制成250mL溶液，用移液管移取25，00mL于錐形瓶中，滴加淀粉溶液作指示劑，再用濃度為0.0500mol/L 的碘水，用酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管來滴定（2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-），滴定結果如下：

滴定次數	滴定前讀數（mL）	滴定滴定后讀數（mL）
第一次	0.30	31.12
第二次	0.36	31.56
第三次	1.10	31.88

則所得產品的純度為103.2%，你認為影響純度的主要原因是（不考慮操作引起誤差）含有的Na₂SO₃也會和I₂發生反應，從而影響純度．

Answer 1

分析 （1）根據裝置圖可知，儀器B為球形冷凝管，結燒瓶中的液體進行冷凝回流，硫粉難溶于水、微溶于乙醇，乙醇濕潤可以使硫粉易于分散到溶液中，硫在酒精中微溶，可以增大接觸面積，提高反應速率；
（2）溶液中得到溶質固體的方法是通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌，干燥等步驟得到；
（3）由于S₂O₃^2?具有還原性，易被氧氣氧化成硫酸根離子可知雜質為硫酸鈉，依據硫酸根離子檢驗方設計實驗檢驗；
（4）碘水有氧化性，能腐蝕橡膠管；依據化學反應方程式2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₄^2-+2I^-計算即可，測定樣品的純度就是以碘標準溶液為標準的，如果滴定終點沒有控制好，碘標準溶液滴加過量也會和亞硫酸鈉反應．

解答 解：（1）根據裝置圖可知，儀器B為球形冷凝管，結燒瓶中的液體進行冷凝回流，硫粉難溶于水微溶于乙醇，所以硫粉在反應前用乙醇濕潤是使硫粉易于分散到溶液中，有利于硫粉和Na₂SO₃溶液充分接觸，加快反應速率
故答案為：球形冷凝管；冷凝回流；增加反應物接觸面積，提高反應速率；
（2）通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌，干燥等步驟得到溶液中的溶質固體，
故答案為：蒸發濃縮；冷卻結晶；
（3）S₂O₃^2?具有還原性，能夠被氧氣氧化成硫酸根離子，濾液中除Na₂S₂O₃和可能未反應完全的Na₂SO₃外，存在被氧化產物硫酸鈉，所以可能存在的雜質是硫酸鈉，其檢測的方法依據硫酸根離子檢驗：取出少許溶液，加鹽酸至酸性后，區上層清液或過濾除去S，再加BaCl₂溶液．則加入的鹽酸發生兩個反應的化學方程式為：Na₂SO₃+2HCl═SO₂↑+H₂O+2NaCl，Na₂S₂O₃+2HCl=S↓+SO₂↑+H₂O+2NaCl，取出少許溶液，加稀鹽酸至酸性，靜置后，取上層清液，再加BaCl₂溶液，若出現渾濁則含Na₂SO₄，反之不含，
故答案為：Na₂SO₄；取出少許溶液，加稀鹽酸至酸性，靜置后，取上層清液或過濾除去S，再加BaCl₂溶液，若出現渾濁則含Na₂SO₄，反之不含；
（4）碘水有氧化性，能腐蝕橡膠管，所以碘水應放在酸式滴定管中進行滴定，根據題中表中的數據可知，第二次數據偏差較大，所以取一、三兩次實驗的數據，所以用去的碘水的體積為$\frac{30.78+30.82}{2}$mL=30.8mL，碘的物質的量為：0.0500mol•L^-l×0.0308L=0.00154mol，
2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，
2       1
x      0.00154mol
解x=0.00308mol，故Na₂S₂O₃•5H₂O的物質的量為0.00308mol，質量為：0.00308×248g/mol=0.7638g，
則稱取7.40g產品，配制成250mL溶液中，Na₂S₂O₃•5H₂O的質量為=0.7638g×$\frac{250}{25}$=7.638g
故產品的純度為：$\frac{7.638g}{7.40g}$×100%=103.2%，
碘單質有強的氧化性，Na₂SO₃具有還原性，Na₂SO₃會和I₂發生反應，從而影響純度，
故答案為：酸式；103.2%；含有的Na₂SO₃也會和I₂發生反應，從而影響純度．

點評 本題考查了試劑的作用、物質的推斷、滴定的計算、方程式的書寫等知識，（4）計算量較大，題目難度較大，注意關系式的應用．