Question

13．硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大蘇打”，又稱“海波”．已知Na₂S₂O₃•5H₂O是無色透明晶體，易溶于水，不溶于乙醇．它受熱、遇酸易分解，在空氣中易被氧化．某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O）．反應原理為2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂．
Ⅰ．（圖1）制備Na₂S₂O₃

（1）①儀器b的名稱蒸餾燒瓶，d中盛放的試劑是氫氧化鈉溶液．
②b中制備SO₂，反應的化學方程式Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
③反應開始后，要控制SO₂生成速率，可以采取的措施有控制反應溫度或調節(jié)酸的滴加速度等（寫出一條即可）．
Ⅱ．分離Na₂S₂O₃并測定含量（圖2）
（2）為了減少產品損失，操作①時需趁熱過濾．操作②是過濾、洗滌、干燥，其中洗滌操作時用
乙醇做洗滌劑．干燥操作時（裝置如圖3所示），通入H₂的目的是排出空氣，防止硫代硫酸鈉被氧化．
（3）制得的粗晶體中往往含有少量雜質．為了測定粗產品中Na₂S₂O₃•5H₂O的含量，采用在酸性條件下用KMnO₄標準液滴定的方法（假設粗產品中的雜質與酸性KMnO₄溶液不反應）．稱取1.50g粗產品溶于水，用0.20mol•L^-1KMnO₄溶液（加適量稀硫酸酸化）滴定，當溶液中S₂O₃^2-全部被氧化時，消耗高錳酸鉀溶液體積40.00mL．（5S₂O₃^2-+8MnO₄^-+14H⁺═8Mn²⁺+10SO₄^2-+7H₂O）
①KMnO₄溶液置于酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管中．
②若滴入最后一滴高錳酸鉀標準液后，溶液恰好由無色變淺紫紅色，且半分鐘不褪色，則達到滴定終點．
③產品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質量分數(shù)為82.7%（保留小數(shù)點后一位）．

Answer 1

分析 （1）①由儀器結構可知，儀器b為蒸餾燒瓶；蒸餾燒瓶中濃硫酸與亞硫酸鈉反應制備SO₂，c裝置中制備Na₂S₂O₃，d裝置吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣；
②b中制備SO₂，濃硫酸與亞硫酸鈉反應生成硫酸鈉、二氧化硫與水；
③控制反應溫度或調節(jié)酸的滴加速度等控制SO₂生成速率；
（2）需要趁熱過濾，防止硫代硫酸鈉晶體析出；
硫酸硫酸鈉易溶于水，不溶于乙醇，為減少溶解單質的損失，應用乙醇洗滌；
硫代硫酸鈉在空氣中易被氧化；
（3）①KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管；
②Na₂S₂O₃反應完畢，再加入KMnO₄標準溶液，顏色不褪去；
③由方程式可知n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=n（S₂O₃^2-）=$\frac{5}{8}$n（KMnO₄），進而計算Na₂S₂O₃•5H₂O在產品中的質量分數(shù)．

解答 解：（1）①由儀器結構可知，儀器b為蒸餾燒瓶；蒸餾燒瓶中濃硫酸與亞硫酸鈉反應制備SO₂，c裝置中制備Na₂S₂O₃，d裝置吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣，應用氫氧化鈉溶液吸收，
故答案為：蒸餾燒瓶；氫氧化鈉溶液；
②b中制備SO₂，濃硫酸與亞硫酸鈉反應生成硫酸鈉、二氧化硫與水，反應方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
③反應開始后，要控制SO₂生成速率，可以采取的措施有：控制反應溫度或調節(jié)酸的滴加速度等，
故答案為：控制反應溫度或調節(jié)酸的滴加速度等；
控制SO₂生成速率；
（2）需要趁熱過濾，防止硫代硫酸鈉晶體析出；
硫酸硫酸鈉易溶于水，不溶于乙醇，為減少溶解單質的損失，應用乙醇洗滌；
用氫氣排出空氣，防止硫代硫酸鈉被氧化，
故答案為：趁熱過濾；乙醇；排出空氣，防止硫代硫酸鈉被氧化；
（3）①KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，應盛放在酸式滴定管中，
故答案為：酸式；
②Na₂S₂O₃反應完畢，滴入最后一滴高錳酸鉀標準液后，溶液恰好由無色變淺紫紅色，且半分鐘不褪色，說明反應到達終點，
故答案為：滴入最后一滴高錳酸鉀標準液后，溶液恰好由無色變淺紫紅色，且半分鐘不褪色；
③由方程式可知n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=n（S₂O₃^2-）=$\frac{5}{8}$n（KMnO₄）=$\frac{5}{8}$×0.04L×0.2mol/L=0.005mol，則m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=0.005mol×248g/mol=1.24g，則Na₂S₂O₃•5H₂O在產品中的質量分數(shù)為$\frac{1.24g}{1.5g}$×100%=82.7%，
故答案為：82.7%．

點評 本題考查物質制備實驗、物質含量測定等，題目綜合性較強，關鍵是對原理的理解，注意制備中滲入環(huán)保意識，熟練掌握元素化合物知識與實驗制備基本原則，題目難度中等．