Question

3．Na₂S₂O₃是重要的化工原料，易溶于水，在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定．
Ⅰ．制備N(xiāo)a₂S₂O₃•5H₂O
反應(yīng)原理：Na₂SO₃（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）
實(shí)驗(yàn)步驟：
①稱(chēng)取20g Na₂SO₃加入圓底燒瓶中，再加入80mL蒸餾水．另取4g研細(xì)的硫粉，用3mL乙醇潤(rùn)濕，加入上述溶液中．
②安裝實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1所示，部分夾持裝置略去），水浴加熱，微沸60min．
③趁熱過(guò)濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出Na₂S₂O₃•5H₂O，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品．
回答問(wèn)題：
（1）硫粉在反應(yīng)前用乙醇潤(rùn)濕的目的是使硫粉易于分散到溶液中．
（2）儀器a的名稱(chēng)是冷凝管，其作用是冷凝回流．
（3）產(chǎn)品中除了有未反應(yīng)的Na₂SO₃外，最可能存在的無(wú)機(jī)雜質(zhì)是Na₂SO₄，檢驗(yàn)是否存在該雜質(zhì)的方法是取少量產(chǎn)品溶于過(guò)量稀鹽酸，過(guò)濾，向?yàn)V液中加BaCl₂溶液，若有白色沉淀，則產(chǎn)品中含有Na₂SO₄．
（4）該實(shí)驗(yàn)一般控制在堿性環(huán)境下進(jìn)行，否則產(chǎn)品發(fā)黃，用離子反應(yīng)方程式表示其原因：S₂O₃²?+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
Ⅱ．測(cè)定產(chǎn)率
將所得產(chǎn)品配成500ml溶液，取該溶液20ml，以淀粉作指示劑，用0.100 0mol•L^-1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．反應(yīng)原理為2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-
（5）滴定至終點(diǎn)時(shí)，溶液顏色的變化：由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色．
（6）滴定起始和終點(diǎn)的液面位置如圖2，則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為18.10mL，則該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為72.4%．（保留三位有效數(shù)據(jù)）
Ⅲ．Na₂S₂O₃的應(yīng)用
（7）Na₂S₂O₃還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，常用作脫氯劑，該反應(yīng)的離子方程式為S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

Answer 1

分析 （1）硫粉難溶于水、微溶于乙醇，乙醇濕潤(rùn)可以使硫粉易于分散到溶液中；
（2）根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)特征寫(xiě)出其名稱(chēng)，冷凝管起到冷凝回流的作用；
（3）由于Na₂S₂O₃、Na₂SO₃具有還原性，易被氧氣氧化Na₂SO₄，檢驗(yàn)溶液是否硫酸根離子進(jìn)行判斷；
（4）S₂O₃^2-與氫離子在溶液中能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫單質(zhì)與二氧化硫；
（5）滴定前溶液為無(wú)色，滴定結(jié)束后，碘單質(zhì)使淀粉變藍(lán)；
（6）根據(jù)圖示的滴定管中液面讀出初讀數(shù)、終讀數(shù)，然后計(jì)算出消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積；
進(jìn)行過(guò)量計(jì)算，根據(jù)不足量的物質(zhì)計(jì)算理論產(chǎn)量，根據(jù)反應(yīng)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，可知n（S₂O₃^2-）=2n（I₂），進(jìn)而計(jì)算樣品的產(chǎn)率；
（7）Na₂S₂O₃還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，反應(yīng)生成硫酸鈉、氯化鈉，配平書(shū)寫(xiě)離子方程式．

解答 解：（1）硫粉難溶于水微溶于乙醇，所以硫粉在反應(yīng)前用乙醇濕潤(rùn)是使硫粉易于分散到溶液中，
故答案為：使硫粉易于分散到溶液中；
（2）根據(jù)圖示中儀器的結(jié)構(gòu)特征，可知儀器a為冷凝管，該實(shí)驗(yàn)中冷凝管具有冷凝回流的作用，
故答案為：冷凝管；冷凝回流；
（3）由于Na₂S₂O₃、Na₂SO₃具有還原性，易被氧氣氧化Na₂SO₄，所以可能存在的雜質(zhì)是Na₂SO₄；檢驗(yàn)硫酸鈉的方法為：取少量產(chǎn)品溶于過(guò)量稀鹽酸，過(guò)濾，向?yàn)V液中加BaCl₂溶液，若有白色沉淀，則產(chǎn)品中含有Na₂SO₄，
故答案為：Na₂SO₄； 取少量產(chǎn)品溶于過(guò)量稀鹽酸，過(guò)濾，向?yàn)V液中加BaCl₂溶液，若有白色沉淀，則產(chǎn)品中含有Na₂SO₄；
（4）S₂O₃^2?與氫離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成淡黃色硫單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：S₂O₃^2?+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，
故答案為：S₂O₃²?+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（5）滴定結(jié)束后，碘單質(zhì)使淀粉變藍(lán)，所以滴定終點(diǎn)時(shí)溶液顏色變化為：由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色，
故答案為：由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色；
（6）根據(jù)圖示的滴定管中液面可知，滴定管中初始讀數(shù)為0，滴定終點(diǎn)液面讀數(shù)為18.10mL，所以消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為18.10mL；
20g Na₂SO₃加入圓底燒瓶中，再加入80mL蒸餾水．另取
4g硫粉完全反應(yīng)需要硫酸鈉質(zhì)量為4g×$\frac{142}{32}$=15.75gg，小于20g，亞硫酸鈉過(guò)量，則理論上生成Na₂S₂O₃•5H₂O的物質(zhì)的量為$\frac{4g}{32g/mol}$=0.125mol，
根據(jù)反應(yīng)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，n（S₂O₃^2-）=2n（I₂）=0.1000 mol•L^-1×18.10×10^-3L×2×$\frac{500mL}{20mL}$=9.05×10^-2mol，故產(chǎn)率為（9.05×10^-2mol÷0.125mol）×100%=72.4%，
故答案為：72.4%；
（7）Na₂S₂O₃還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，配平后的離子方程式為：S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺，
故答案為：S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)制備，涉及儀器識(shí)別、離子的檢驗(yàn)方法、對(duì)裝置分析評(píng)價(jià)、氧化還原反應(yīng)滴定與計(jì)算、離子方程式書(shū)寫(xiě)等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．