Question

8．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）俗稱保險粉，可用于照相業作定影劑，也可用于紙漿漂白作脫氯劑等．實驗室可通過如下反應制取：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂．

（1）用圖1所示裝置制取Na₂S₂O₃，其中NaOH溶液的作用是吸收二氧化硫等尾氣，防止污染空氣．如將分液漏斗中的H₂SO₄改成濃鹽酸，則三頸燒瓶內除Na₂S₂O₃生成外，還有NaCl（填化學式）雜質生成．
（2）為測定所得保險粉樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質量分數，可用標準碘溶液進行滴定，反應方程式為2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．
①利用KIO₃、KI和HCl可配制標準碘溶液．寫出配制時所發生反應的離子方程式：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O
②準確稱取一定質量的Na₂S₂O₃•5H₂O樣品于錐形瓶中，加水溶解，并滴加淀粉溶液作指示劑，用所配制的標準碘溶液滴定．滴定時所用的玻璃儀器除錐形瓶外，還有酸式滴定管．
③若滴定時振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，則會使樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質量分數的測量結果偏低（填“偏高”“偏低”或“不變”）．
（3）本實驗對Na₂S的純度要求較高，利用圖2所示的裝置可將工業級的Na₂S提純．已知Na₂S常溫下微溶于酒精，加熱時溶解度迅速增大，雜質不溶于酒精．提純步驟依次為：
①將已稱量好的工業Na₂S放入圓底燒瓶中，并加入一定質量的酒精和少量水；
②按圖2所示裝配所需儀器，向冷凝管中通入冷卻水，水浴加熱；
③待燒瓶中固體不再減少時，停止加熱，將燒瓶取下；
④趁熱過濾；
⑤將所得濾液冷卻結晶，過濾得到硫化鈉結晶水合物；
⑥將所得固體洗滌、干燥，得到Na₂S•9H₂O晶體．

Answer 1

分析 （1）制備過程中需要制備二氧化硫進行反應生成硫代硫酸鈉，二氧化硫是污染性氣體不能排放空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收；若換成鹽酸除了反應生成硫代硫酸鈉外還有氯化鈉；
（2）①KIO₃、KI和HCl可配制標準碘溶液，利用KIO₃、KI在酸溶液中發生的氧化還原反應生成單質碘；
②用配制的碘溶液滴定硫代硫酸鈉，利用碘單質遇碘單質變藍指示反應終點；碘溶液具有氧化性，應選用酸式滴定管；
③局部變色就停止滴定，消耗標準溶液少，測定結果偏低；
（3）③依據Na₂S常溫下微溶于酒精，加熱時溶解度迅速增大，雜質不溶于酒精，根據提純硫化鈉晶體的實驗步驟和方法分析判斷的；
④溫度增大硫化鈉在酒精中溶解度增大，熱溶液過濾得到濾液；
⑤熱的濾液冷卻結晶過濾得到晶體．

解答 解：（1）裝置中氫氧化鈉是吸收尾氣的主要作用，因為原料氣二氧化硫是污染性氣體不能排放到空氣中，以防止污染空氣；換做 鹽酸進行反應產物中 除了硫代硫酸鹽外還有氯化鈉，
故答案為：吸收二氧化硫等尾氣，防止污染空氣；NaCl；
（2））①KIO₃、KI和HCl可配制標準碘溶液，利用KIO₃、KI在酸溶液中發生的氧化還原反應生成單質碘，反應的離子方程式為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
②用配制的碘溶液滴定硫代硫酸鈉，利用碘單質遇碘單質變藍指示反應終點；碘溶液具有氧化性，應選用酸式滴定管，
故答案為：淀粉溶液；酸式滴定管；
③滴定時振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，消耗標準溶液體積減小，則會使樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質量分數的測量偏低；
故答案為：偏低；
（3）由提純硫化鈉的實驗步驟和操作過程可知．
③依據Na₂S常溫下微溶于酒精，加熱時溶解度迅速增大，雜質不溶于酒精，根據提純硫化鈉晶體的實驗步驟和方法可知，但燒瓶中固體不再減少，說明硫化鈉全部溶解于酒精中，不溶的雜質沉淀過濾除去，
故答案為：燒瓶中固體不再減少；
④溫度增大硫化鈉在酒精中溶解度增大，熱溶液過濾得到濾液中主要是硫化鈉的酒精溶液，
故答案為：趁熱過濾；
⑤熱的濾液通過冷卻、結晶、過濾得到晶體，
故答案為：將所得濾液冷卻結晶，過濾得到硫化鈉結晶水合物．

點評 本題考查了物質制備實驗方案的設計和制備過程分析應用，主要是實驗基本操作的應用，掌握基礎，注意積累是解題關鍵，題目難度中等．