Question

2．Na₂S₂O₃可做分析試劑．它易溶于水，遇酸易分解．某研究小組進行如下實驗：
【實驗一】Na₂S₂O₃•5H₂O的制備
I 實驗原理：Na₂SO₃（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）
II 實驗裝置：如圖1所示，有關物質(zhì)的溶解度曲線如圖2所示：

III 實驗步驟：
（1）檢查裝置氣密性，按圖1所示加入試劑，其中裝置B和D中加的是NaOH溶液，裝置 C中的硫粉應事先研細并用乙醇潤濕，否則會影響降低反應速率（或會減少產(chǎn)量）．
（2）打開K₁、關閉K₂，向圓底燒瓶中加入足量濃硫酸并加熱，燒瓶內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．C中混合液被氣流攪動，反應一段時間后，硫粉的量逐漸減少．
（3）當C中溶液的pH接近7時，打開K₂、關閉K₁并停止加熱．采取該措施的理由是防止SO₂過量，溶液呈現(xiàn)酸性，導致生成的Na₂S₂O₃分解．
（4）將C中的混合液過濾，將濾液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、烘干，可得粗產(chǎn)品Na₂S₂O₃•5H₂O．
IV 產(chǎn)品檢測：
（5）粗產(chǎn)品中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質(zhì)，利用所給試劑設計實驗，檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄，簡要說明實驗操作，現(xiàn)象和結論：取少量產(chǎn)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(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)．
供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液
【實驗二】自來水中余氯的測定
含氯消毒劑給自來水消毒后有余氯．測定自來水中余氯含量的方案如下：在250mL碘量瓶中（或具塞錐形瓶中）放置0.5g碘化鉀，加10mL稀硫酸，準確量取流動水樣100mL（打開自來水龍頭，待水流數(shù)十秒后再取水樣）置于碘量瓶，迅速塞上塞搖動，見水樣呈淡黃色，加1ml淀粉溶液變藍，則說明水樣中有余氯．再以C mol/L標準Na₂S₂O₃溶液滴定，至溶液藍色消失呈無色透明溶液，記下硫代硫酸鈉溶液的體積．
（已知：滴定時反應的化學方程式為I₂+2Na₂SO₃═2NaI+Na₂S₄O₆）
（6）若該自來水是以漂白粉消毒，能說明水樣中有余氯的反應離子方程式為ClO^-+2I^-+2H⁺=Cl^-+I₂+H₂O．
（7）按上述方案實驗，消耗標準Na₂S₂O₃溶液V mL，該次實驗測得自來水樣品中余氯量（以游離Cl₂計算）為355VCmg•L^-1．在上述實驗過程中，若“塞上塞搖動”動作不夠迅速，則測得結果偏高（填“偏高”“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）B和D是為了吸收多余的二氧化硫，可以用NaOH溶液吸收；把硫研細，增大接觸面積，加快反應速率，S微溶于酒精，所以C中的硫粉應事先研細并用乙醇潤濕，否則會降低反應速率；
（2）燒瓶內(nèi)銅與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅、二氧化硫氣體和水，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（3）防止SO₂過量，溶液呈現(xiàn)酸性，導致生成的Na₂S₂O₃分解；
（4）從濾液中獲得Na₂S₂O₃•5H₂O時，不能直接加熱蒸干，否則無法獲得Na₂S₂O₃•5H₂O，需要通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶的操作方法；
（5）取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸，再利用氯化鋇溶液檢驗是否含有了酸根離子；
（6）漂白粉的有效成分是次氯酸根，次氯酸根檢驗強氧化性，可以將碘離子氧化得碘單質(zhì)，自身被還原為氯離子；
（7）根據(jù)Cl₂～I₂～2Na₂S₂O₃計算余氯量，動作不迅速，空氣中的氧氣在酸性條件下可把碘離子氧化生成單質(zhì)碘，消耗硫代硫酸鈉的體積會增大．

解答 解：（1）B和D是為了吸收多余的二氧化硫，所以裝的是NaOH溶液；把硫研細，增大接觸面積，加快反應速率，S微溶于酒精，所以C中的硫粉應事先研細并用乙醇潤濕，否則會降低反應速率，
故答案為：NaOH溶液；降低反應速率（或會減少產(chǎn)量）；
（2）打開K₁、關閉K₂，向圓底燒瓶中加入足量濃硫酸并加熱，燒瓶內(nèi)生成二氧化硫氣體，發(fā)生反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）SO₂過量，溶液呈現(xiàn)酸性，導致生成的Na₂S₂O₃分解，
故答案為：防止SO₂過量，溶液呈現(xiàn)酸性，導致生成的Na₂S₂O₃分解；
（4）從濾液中獲得Na₂S₂O₃•5H₂O，不能直接蒸干，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、烘干等操作，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；
（5）檢驗樣品中是否含有硫酸鈉的方案為：取少量產(chǎn)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(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)，
故答案為：取少量產(chǎn)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(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)；
（6）漂白粉的有效成分是次氯酸根，次氯酸根檢驗強氧化性，可以將碘離子氧化得碘單質(zhì)，自身被還原為氯離子，反應離子方程式為：ClO^-+2I^-+2H⁺=Cl^-+I₂+H₂O，
故答案為：ClO^-+2I^-+2H⁺=Cl^-+I₂+H₂O；
（7）根據(jù)Cl₂～I₂～2Na₂S₂O₃，可知n（Cl₂）=$\frac{1}{2}$n（Na₂S₂O₃）=$\frac{1}{2}$×V×10^-3L×Cmol/L，氯氣質(zhì)量為=$\frac{1}{2}$×V×10^-3L×Cmol/L×71g/mol=3.55VC×10^-2g=35.4VC mg，故余氯量（以游離Cl₂計算）為 $\frac{35.5VCmg}{0.1L}$=355VC mg/L；
動作不迅速，空氣中的氧氣在酸性條件下可把碘離子氧化生成單質(zhì)碘，消耗硫代硫酸鈉的體積會增大，所以結果偏高，
故答案為：355VC；偏高．

點評 本題考查制備方案的設計，題目難度中等，涉及對操作的分析評價、尾氣吸收、方程式的書寫、離子的檢驗、化學計算等知識，明確實驗原理為解答關鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析能力及化學實驗能力．