Question

11．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大蘇打”，又稱為“海波”，可用于照相業(yè)作定影劑，也可用于紙漿漂白作脫氯劑等．它易溶于水，難溶于乙醇，加熱、遇酸均易分解．工業(yè)上常用亞硫酸鈉法、硫化堿法等制備．某實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉，其反應(yīng)裝置及所需試劑如圖1：

實(shí)驗(yàn)具體操作步驟為：
①開(kāi)啟分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，適當(dāng)調(diào)節(jié)分液的滴速，使反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂氣體較均勻地
通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，同時(shí)開(kāi)啟電動(dòng)攪拌器攪動(dòng)，水浴加熱，微沸．
②直至析出的渾濁不再消失，并控制溶液的pH接近7時(shí)，停止通入SO₂氣體．
③趁熱過(guò)濾，將濾液加熱濃縮，冷卻析出Na₂S₂O₃•5H₂O．
④再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到所需的產(chǎn)品．
（1）寫出儀器A的名稱蒸餾燒瓶，步驟④中洗滌時(shí)，為了減少產(chǎn)物的損失用的試劑可以是乙醇．
（2）為了保證硫代硫酸鈉的產(chǎn)量，實(shí)驗(yàn)中不能讓溶液pH＜7，請(qǐng)用離子方程式解釋原因S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
（3）寫出三頸燒瓶B中制取Na₂S₂O₃反應(yīng)的總化學(xué)反應(yīng)方程式4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃．
（4）最后得到的產(chǎn)品中可能含有Na₂SO₄雜質(zhì)．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄，簡(jiǎn)要說(shuō)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、靜置、取上層清液滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說(shuō)明含有Na₂SO₄雜質(zhì)．
（5）測(cè)定產(chǎn)品純度 準(zhǔn)確稱取1.00g產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，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2S₂O${\;}_{3}^{2-}$+I₂═S₄O${\;}_{6}^{2-}$+2I^-．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16.00mL．產(chǎn)品的純度為79.36%．
（6）Na₂S₂O₃常用作脫氯劑，在溶液中易被Cl₂氧化成SO${\;}_{4}^{2-}$，該反應(yīng)的離子方程式為S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置圖分析；根據(jù)題給信息易溶于水，難溶于乙醇來(lái)解答；
（2）根據(jù)硫代硫酸鈉遇酸反應(yīng)生成硫、二氧化硫和水；
（3）根據(jù)題目信息SO₂、Na₂S和Na₂CO₃反應(yīng)生成Na₂S₂O₃，結(jié)合質(zhì)量守恒確定產(chǎn)物并配平；
（4）加入鹽酸，Na₂S₂O₃反應(yīng)生成S沉淀，靜置后取上層清液，滴加BaCl₂溶液，檢驗(yàn)溶液中是否含有硫酸根離子；
（5）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，根據(jù)反應(yīng)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，n（S₂O₃^2-）=2n（I₂），然后碘單質(zhì)的物質(zhì)的量計(jì)算出Na₂S₂O₃•5H₂O質(zhì)量及產(chǎn)品的純度；
（6）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，配平離子方程式．

解答 解：（1）根據(jù)儀器A的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)知A的名稱為蒸餾燒瓶；根據(jù)題給信息易溶于水，難溶于乙醇，步驟 ④中洗滌時(shí)，為了減少產(chǎn)物的損失用的試劑可以是乙醇；
故答案為：蒸餾燒瓶；乙醇；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會(huì)生成S和二氧化硫，所以產(chǎn)率會(huì)下降，其反應(yīng)的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（3）三頸燒瓶B中制取Na₂S₂O₃反應(yīng)的總化學(xué)反應(yīng)方程式為：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
故答案為：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
（4）檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄的實(shí)驗(yàn)方案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說(shuō)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、取上層清液滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說(shuō)明含有Na₂SO₄雜質(zhì)；
（5）根據(jù)滴定起始和終點(diǎn)的液面位置判斷消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為18.50mL-2.50mL=16.00mL，n（I₂）=0.100 0mol•L^-1×0.0016L=1.6×10^-4mol，根據(jù)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知知n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=3.2×10^-4mol，m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=0.7936g，產(chǎn)品的純度為$\frac{0.7936g}{1.00g}$×100%=79.36%；
故答案為：16.00；79.36%；
（6）Na₂S₂O₃常用作脫氯劑，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，該反應(yīng)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) 本題考查實(shí)驗(yàn)方案方案，涉及儀器識(shí)別、對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)、方程式書寫、離子檢驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算等，側(cè)重實(shí)驗(yàn)分析能力及知識(shí)綜合應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．