Question

4．NaCN為劇毒無(wú)機(jī)物．某興趣小組查資料得知，實(shí)驗(yàn)室里的NaCN溶液可使用Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行解毒銷毀，他們開展了以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)根據(jù)要求回答問(wèn)題：
實(shí)驗(yàn)Ⅰ．硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O）的制備：
已知Na₂S₂O₃•5H₂O對(duì)熱不穩(wěn)定，超過(guò)48℃即開始丟失結(jié)晶水．現(xiàn)以Na₂CO₃和Na₂S物質(zhì)的量之比為2：1的混合溶液及SO₂氣體為原料，采用如圖裝置制備Na₂S₂O₃•5H₂O．

（1）將Na₂S和Na₂CO₃按反應(yīng)要求的比例一并放入三頸燒瓶中，注入150mL蒸餾水使其溶解，在蒸餾燒瓶中加
入Na₂SO₃固體，在分液漏斗中注入C（填以下選擇項(xiàng)的字母），并按下圖安裝好裝置，進(jìn)行反應(yīng)．
A．稀鹽酸         B．濃鹽酸     C．70%的硫酸     D．稀硝酸
（2）pH小于7會(huì)引起Na₂S₂O₃溶液的變質(zhì)反應(yīng)，會(huì)出現(xiàn)淡黃色混濁．反應(yīng)約半小時(shí)，當(dāng)溶液pH接近或不小于7時(shí)，即可停止通氣和加熱．如果通入SO₂過(guò)量，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃+S↓；
（3）從上述生成物混合液中獲得較高產(chǎn)率Na₂S₂O₃•5H₂O的歩驟為

為減少產(chǎn)品的損失，操作①為趁熱過(guò)濾，其目的是趁熱是為了防止晶體在過(guò)濾的過(guò)程中在漏斗中析出導(dǎo)致產(chǎn)率降低；過(guò)濾是為了除去活性炭、硫等不溶性雜質(zhì)；操作②是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；操作③是抽濾、洗滌、干燥．
Ⅱ．產(chǎn)品純度的檢測(cè)：
（4）已知：Na₂S₂O₃•5H₂O的摩爾質(zhì)量為248g/mol；2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．取晶體樣品a g，加水溶解后，滴入幾滴淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定到終點(diǎn)時(shí)，消耗碘水溶液v mL，則該樣品純度是$\frac{4960v}{a}$×100%；
（5）滴定過(guò)程中可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低的是BD；
A．錐形瓶未用Na₂S₂O₃溶液潤(rùn)洗 B．錐形瓶中溶液變藍(lán)后立刻停止滴定，進(jìn)行讀數(shù)
C．滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)     D．滴定管尖嘴內(nèi)滴定前無(wú)氣泡，滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡
Ⅲ．有毒廢水的處理：
（6）興趣小組的同學(xué)在采取系列防護(hù)措施及老師的指導(dǎo)下進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
向裝有2mL 0.1mol/L 的NaCN溶液的試管中滴加2mL 0.1mol/L 的Na₂S₂O₃溶液，兩反應(yīng)物恰好完全反應(yīng)，但無(wú)明顯現(xiàn)象，取反應(yīng)后的溶液少許滴入盛有10mL 0.1mol/L FeCl₃溶液的小燒杯，溶液呈現(xiàn)血紅色，請(qǐng)寫出Na₂S₂O₃解毒的離子反應(yīng)方程式CN^-+S₂O₃^2-=SCN^-+SO₃^2-．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）制備二氧化硫用中等濃度的硫酸；
（2）Na₂S₂O₃溶液中通入過(guò)量的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)硫和亞硫酸氫鈉；
（3）硫代硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而降低，為減少損失，除去不溶性雜質(zhì)需要趁熱過(guò)濾，濾液通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、抽濾、洗滌、干燥得到晶體；
Ⅱ．（4）依據(jù)化學(xué)方程式中的定量關(guān)系計(jì)算，2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆；
（5）滴定過(guò)程中誤差分析可以依據(jù)C（待測(cè)）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測(cè)）}$分析，錯(cuò)誤操作全部歸為標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的變化判斷產(chǎn)生的誤差；
（6）取反應(yīng)后的溶液少許滴入盛有10mL 0.1mol/L FeCl₃溶液的小燒杯，溶液呈現(xiàn)血紅色，說(shuō)明生成了SCN^-．

解答 解：Ⅰ．（1）二氧化硫易溶于水，所以不能用稀酸，濃硫酸中氫離子濃度很小，不利于與亞硫酸鈉固體反應(yīng)，所以制備二氧化硫用中等濃度的硫酸選C，
故答案為：C；
（2）pH小于7會(huì)引起Na₂S₂O₃溶液的變質(zhì)反應(yīng)，會(huì)出現(xiàn)淡黃色混濁，反應(yīng)的離子方程式是S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，所以溶液pH要控制不小于7，反應(yīng)約半小時(shí)，當(dāng)溶液pH接近或不小于7時(shí)，即可停止通氣和加熱．如果通入SO₂過(guò)量，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃+S↓，
故答案為：Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃+S↓；
（3）由于硫代硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而降低，除去不溶性雜質(zhì)，所以操作I應(yīng)該是趁熱過(guò)濾，其目的是趁熱是為了防止晶體在過(guò)濾的過(guò)程中在漏斗中析出導(dǎo)致產(chǎn)率降低；過(guò)濾是為了除去活性炭、硫等不溶性雜質(zhì)，操作②是溶液中獲得溶質(zhì)晶體的操作為蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、抽濾、洗滌、干燥，得到粗晶體，
故答案為：趁熱是為了防止晶體在過(guò)濾的過(guò)程中在漏斗中析出導(dǎo)致產(chǎn)率降低；過(guò)濾是為了除去活性炭、硫等不溶性雜質(zhì)； 蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；
Ⅱ．（4）取晶體樣品a g，加水溶解后，滴入幾滴淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定到終點(diǎn)時(shí)，消耗碘水溶液 mL，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算，
2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆
2               1
n           0.010mol/L×v mL×1000L/ml
n=20vmol，
得到樣品純度=$\frac{20vmol×248g/mol}{ag}$×100%=$\frac{4960v}{a}$×100%，
故答案為：$\frac{4960v}{a}$×100%；
（5）A．錐形瓶未用Na₂S₂O₃溶液潤(rùn)洗，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，測(cè)定結(jié)果偏高，故A錯(cuò)誤；
B．錐形瓶中溶液變藍(lán)后立刻停止滴定，進(jìn)行讀數(shù)，滴定可能為達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，測(cè)定結(jié)果偏低，故B正確；
C．滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)，讀取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，測(cè)定結(jié)果偏高，故C錯(cuò)誤；
D．滴定管尖嘴內(nèi)滴定前無(wú)氣泡，滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡讀取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，測(cè)定結(jié)果偏低，故D正確；
故答案為：BD；
Ⅲ．向裝有2mL 0.1mol/L 的NaCN溶液的試管中滴加2mL 0.1mol/L 的Na₂S₂O₃溶液，兩反應(yīng)物恰好完全反應(yīng)，但無(wú)明顯現(xiàn)象，取反應(yīng)后的溶液少許滴入盛有10mL 0.1mol/L FeCl₃溶液的小燒杯，溶液呈現(xiàn)血紅色，說(shuō)明生成SCN^-離子，Na₂S₂O₃解毒反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：CN^-+S₂O₃^2-=SCN^-+SO₃^2-，
故答案為：CN^-+S₂O₃^2-=SCN^-+SO₃^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題以實(shí)驗(yàn)探究的方式考查物質(zhì)的分離和提純方面的知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，注意知識(shí)的歸納和梳理是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．