Question

2．Na₂S₂O₃（俗稱保險粉）在醫藥、印染中應用廣泛，可通過下列方法制備：
取15.1gNa₂SO₃溶于80.0mL水．另取5.0g硫粉，用少許乙醇潤濕后加到上述溶液中．
小火加熱至微沸，反應1小時后過濾．濾液在100℃經蒸發、濃縮、冷卻至10℃后析出Na₂S₂O₃•5H₂O．
（1）加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是有利于硫粉和Na₂SO₃溶液充分接觸，加快反應速率．
（2）濾液中除Na₂S₂O₃和可能未反應完全的Na₂SO₃外，最可能存在的無機化合物雜質是Na₂SO₄；
（3）某環境監測小組用含0.100mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液[含少量的Na₂SO₃，且n（Na₂S₂O₃）：n（Na₂SO₃）=
5：1]測定某工廠廢水中Ba²⁺的濃度．他們取廢水50.0mL，控制適當的酸度加入足量的K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；沉淀經洗滌、過濾后，用適量的稀硫酸溶解，此時CrO₄^2-全部轉化為Cr₂O₇^2-；再加過量KI溶液，充分反應后，用上述Na₂S₂O₃溶液進行滴定，反應完全時，測得消耗Na₂S₂O₃溶液的體積為36.00mL．
（已知有關反應的離子方程式為：①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；
②I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-；③I₂+SO₃^2-+H₂O═2I^-+SO₄^2-+2H⁺）
則滴定過程中可用淀粉作指示劑；滴定終點的現象藍色褪去半分鐘不變化．
計算該工廠廢水中Ba²⁺的物質的量濃度．（寫出計算過程）3.36×10^-2mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）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；硫代酸酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化硫、單質硫和水；
（3）生成的碘單質遇到淀粉變藍，用硫代硫酸鈉滴定時，當藍色褪去半分鐘不變化，說明反應達到終點；溶液中發生的反應為：2Ba²⁺+Cr₂O₇^2-=2BaCrO₄+2H^+； Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；  I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；I₂+SO₃^2-+H₂O═2I^-+SO₄^2-+2H⁺，根據方程式列出各物質的關系為2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3 I₂～6S₂O₃^2-和2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～3SO₃^2-計算．

解答 解：（1）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：有利于硫粉和Na₂SO₃溶液充分接觸，加快反應速率；
（2）S₂O₃^2?具有還原性，能夠被氧氣氧化成硫酸根離子，所以可能存在的雜質是硫酸鈉，
故答案為：Na₂SO₄； 
（3）依據標定的原理可知，生成的碘單質遇到淀粉變藍，用硫代硫酸鈉滴定當藍色褪去半分鐘不變化，說明反應達到終點；溶液中發生的反應為：2Ba²⁺+Cr₂O₇^2-=2BaCrO₄+2H^+； Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；  I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；I₂+SO₃^2-+H₂O═2I^-+SO₄^2-+2H⁺，
n（Na₂S₂O₃）=0.0360 L×0.100 mol•L^-1=0.0036 mol
則n（Na₂SO₃）=0.00360 mol÷5=0.00072 mol
根據題意：2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
                 2                                                6
                     n₁                              0.0036 mol
得n₁（Ba²⁺）=$\frac{0.0036mol×2}{6}$=0.0012 mol
2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～3SO₃^2-
2                                                      3
n₂ 0.00072mol
得得n₂（Ba²⁺）=$\frac{0.00072mol×2}{3}$=0.00048 mol
則c（Ba²⁺）=$\frac{0.0012mol+0.00048mol}{0.05L}$=3.36×10^-2 mol•L^-1，
故答案為：淀粉；藍色褪去半分鐘不變化；3.36×10^-2 mol•L^-1．

點評 本題綜合考查物質的制備以及含量的測定，為高考常見題型，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，注意把握實驗的原理，結合反應的關系式計算，難度中等．