Question

8．海波（Na₂S₂O₃•5H₂O）是無色透明的晶體，易溶于水，遇酸立即分解：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O，硫化堿法是工業(yè)上制備海波的方法之一，反應(yīng)原理為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂某研究小組在實(shí)驗(yàn)室用硫化堿法制備Na₂S₂O₃•5H₂O，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

（1）裝置A中滴加濃硫酸的儀器名稱是分液漏斗，實(shí)驗(yàn)室還可以用A裝置制取的氣體單質(zhì)的離子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑．
（2）裝置D的作用是檢驗(yàn)裝置C中SO₂的吸收效率，D中的試劑可以是品紅、溴水或KMnO₄溶液．表明SO₂吸收效率低的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液顏色很快褪色．
（3）實(shí)驗(yàn)制得的Na₂S₂O₃•5H₂O產(chǎn)品中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質(zhì)．請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢測Na₂S₂O₃•5H₂O產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄雜質(zhì)，簡要說明實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸中，靜置，取上層清液（或過濾后取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀則說明Na₂S₂O₃•5H₂O晶體中含有Na₂SO₄雜質(zhì)．
（4）Na₂S₂O₃溶液是定量實(shí)驗(yàn)中的常用試劑，為了測定某K₂Cr₂O₇溶液的濃度，研究小組的同學(xué)準(zhǔn)確量取10.00mL　K₂Cr₂O₇溶液于錐形瓶中，加入過量KI固體和適量的稀H₂SO₄，滴加指示劑，用0.1000mol•L^-1　Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，3次平行實(shí)驗(yàn)測得平均消耗Na₂S₂O₃溶液的體積為30.00mL，則c（K₂Cr₂O₇）=0.0500mol•L^-1．（已知：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-）

Answer 1

分析 用硫化堿法制備Na₂S₂O₃•5H₂O：A裝置：在加熱條件下，Cu與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，其反應(yīng)的方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，B裝置：緩沖瓶，防止C液體倒吸到A裝置，C裝置：為Na₂S₂O₃的生成裝置，多孔的球泡可以增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體被充分吸收，有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，D裝置：二氧化硫能和品紅作用，二氧化硫能被高錳酸鉀氧化，能與溴單質(zhì)，上述溶液均褪色，盛放品紅、溴水或KMnO₄溶液，其作用是檢驗(yàn)裝置B中SO₂的吸收效率，E裝置：二氧化硫有毒，不能直接排放到空氣中，尾氣吸收裝置，吸收未反應(yīng)的二氧化硫．
（1）根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)判斷；該裝置特點(diǎn)為在加熱條件下，Cu與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，屬于固液加熱型裝置；實(shí)驗(yàn)室還可以用A裝置制取氯氣，濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水；
（2）用D裝置檢驗(yàn)二氧化硫是否被完全吸收，根據(jù)二氧化硫的還原性和漂白性分析；
（3）檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄，先加鹽酸排除干擾，再利用氯化鋇檢驗(yàn)硫酸根離子；
（4）根據(jù)Na₂S₂O₃的量求出I₂，再根據(jù)K₂Cr₂O₇與I₂的關(guān)系求出K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量及濃度．

解答 解：（1）根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，裝置A中滴加濃硫酸的儀器名稱是分液漏斗；裝置A為二氧化硫的制取，Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，該裝置屬于固液加熱型裝置，實(shí)驗(yàn)室還可以用A裝置制取氯氣，濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)制備Cl₂，離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑，
故答案為：分液漏斗；MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+2H₂O+Cl₂↑；
（2）裝置D的作用是檢驗(yàn)裝置C中SO₂的吸收效率，說明D中物質(zhì)能與二氧化硫反應(yīng)，且有明顯的現(xiàn)象，二氧化硫具有漂白性，能使品紅褪色，具有還原性，能被溴水氧化，溴水褪色：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，二氧化硫與高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，硫元素化合價(jià)升高，二氧化硫表現(xiàn)還原性，高錳酸鉀溶液褪色：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄ +2H₂SO₄，所以可以用品紅、溴水或KMnO₄溶液，來檢驗(yàn)二氧化硫是否被完全品紅吸收，如C中SO₂吸收效率低，則D中進(jìn)入較多的二氧化硫，導(dǎo)致D中溶液顏色很快褪色，
故答案為：品紅、溴水或KMnO₄溶液； 溶液顏色很快褪色；
（3）檢測Na₂S₂O₃•5H₂O產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄雜質(zhì)，先加過量的稀鹽酸排除干擾，靜置，取上層清液，再加氯化鋇，若出現(xiàn)白色沉淀，說明溶液中含有硫酸根離子，即Na₂S₂O₃•5H₂O產(chǎn)品中含有Na₂SO₄，
故答案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸中，靜置，取上層清液（或過濾后取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀則說明Na₂S₂O₃•5H₂O晶體中含有Na₂SO₄雜質(zhì)．
（4）10.00mL K₂Cr₂O₇溶液于錐形瓶中，加入過量KI固體和適量的稀H₂SO₄，反應(yīng)生成I₂，用0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，3次平行實(shí)驗(yàn)測得平均消耗Na₂S₂O₃溶液的體積為30.00mL，則n（Na₂S₂O₃）=cV=0.1000mol•L^-1×0.0300L=0.00300mol，
已知：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，
Cr₂O₇^2-～～～3I₂～～～6S₂O₃^2-
1mol                6mol
n               0.00300mol
則n（K₂Cr₂O₇）=0.000500mol    所以c（K₂Cr₂O₇）=$\frac{0.000500mol}{0.01L}$=0.0500mol/L；
故答案為：0.0500．

點(diǎn)評 本題以硫的化合物的性質(zhì)為載體，考查了物質(zhì)的制備方案設(shè)計(jì)、氧化還原滴定的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，是對知識的綜合運(yùn)用與分析解決問題能力的考查，注意利用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算．