Question

【題目】硫代硫酸鈉俗稱“海波”，又名“大蘇打”，溶液具有弱堿性和較強(qiáng)的還原性，是棉織物漂白后的脫氯劑，定量分析中的還原劑。硫代硫酸鈉（Na2S2O3）可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應(yīng)制得，裝置如圖a所示。

已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖b所示，

（1）Na2S2O3·5H2O的制備：

步驟1：如圖連接好裝置后，檢查A、C裝置氣密性的操作是____________________。

步驟2：加入藥品，打開K1、關(guān)閉K2，加熱。裝置B、D中的藥品可選用下列物質(zhì)中的_________。（填編號(hào)）

A．NaOH溶液 B．濃H2SO4 C．酸性KMnO4溶液 D．飽和NaHCO3溶液

步驟3：C中混合液被氣流攪動(dòng)，反應(yīng)一段時(shí)間后，硫粉的量逐漸減少。當(dāng)C中溶液的pH在7—10時(shí)，打開K2、關(guān)閉K1并停止加熱；C中溶液要控制pH的原因是____________。

步驟4：過濾C中的混合液，將濾液經(jīng)過加熱濃縮，趁熱過濾，再將濾液__________、過濾、________、烘干，得到產(chǎn)品。

（2）Na2S2O3性質(zhì)的檢驗(yàn)：

向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水顏色變淺，檢驗(yàn)反應(yīng)后溶液中含有硫酸根，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________。

（3）常用Na2S2O3溶液測(cè)定廢水中Ba2+濃度，步驟如下：取廢水25.00 mL，控制適當(dāng)?shù)乃岫燃尤胱懔縆2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；過濾、洗滌后，用適量稀鹽酸溶解．此時(shí)CrO42-全部轉(zhuǎn)化為Cr2O72-；再加過量KI溶液，充分反應(yīng)后，加入淀粉溶液作指示劑，用0.010 mol·L-1的Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定，反應(yīng)完全時(shí)，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。部分反應(yīng)的離子方程式為：Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++3I2+7H2O I2+2S2O32-=S4O62-+2I-，則該廢水中Ba2+的物質(zhì)的量濃度為_______________。

Answer 1

【答案】 關(guān)閉K2打開K1，在D中加水淹沒導(dǎo)管末端，用熱毛巾或雙手捂住燒瓶 ADC 硫代硫酸鈉在酸性溶液中不穩(wěn)定 冷卻結(jié)晶 洗滌 Na2 S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl 0.0024mol/L

【解析】（1）步驟1：利用氣體熱脹冷縮性質(zhì)，檢驗(yàn)裝置氣密性；步驟2：裝置B、D的作用是進(jìn)行尾氣處理，防止尾氣中二氧化硫污染空氣；步驟3：硫代硫酸鈉在酸性溶液中不穩(wěn)定，應(yīng)控制溶液為弱堿性，即控制溶液pH接近或不小于7；步驟4：從溶液中獲得晶體，需要加熱濃縮，趁熱過濾，再將濾液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干，得到產(chǎn)品；根據(jù)溶解度曲線圖可知趁熱過濾的原因是防止硫代硫酸鈉結(jié)晶析出；（2）由題目信息可知，Na2S2O3被氯水氧化反應(yīng)生成Na2SO4、H2SO4，氯氣被還原為HCl；（3）由題意可知，BaCrO4用鹽酸溶解轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，由元素守恒及已知方程式可得關(guān)系式：2Ba2+～2BaCrO4～Cr2O72-～3I2～6Na2S2O3，結(jié)合消耗的Na2S2O3利用關(guān)系式計(jì)算溶液中n（Ba2+），進(jìn)而計(jì)算c（Ba2+）。

（1）步驟1：利用氣體熱脹冷縮性質(zhì)，檢驗(yàn)裝置氣密性，具體操作為：故答案為：關(guān)閉K2打開K1，在D中加水淹沒導(dǎo)管末端，用熱毛巾或雙手捂住燒瓶，D中導(dǎo)管有氣泡冒出，冷卻后形成1段水柱，說明氣密性良好，步驟2：裝置B、D的作用是進(jìn)行尾氣處理，防止尾氣中二氧化硫污染空氣，二氧化硫具有還原性，可以用酸性高錳酸鉀溶液氧化吸收，二氧化硫能與氫氧化鈉溶液、碳酸氫鈉溶液反應(yīng)被吸收，故選：ACD；步驟3：硫代硫酸鈉在酸性溶液中不穩(wěn)定，應(yīng)控制溶液為弱堿性，可以控制溶液pH接近或不小于7，步驟4：從溶液中獲得晶體，需要加熱濃縮，趁熱過濾，再將濾液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干，得到產(chǎn)品，故答案為：關(guān)閉K2打開K1，在D中加水淹沒導(dǎo)管末端，用熱毛巾或雙手捂住燒瓶；ACD；pH接近或不小于7；硫代硫酸鈉在酸性溶液中不穩(wěn)定；冷卻結(jié)晶、洗滌；（2）由題目信息可知，Na2S2O3被氯水氧化反應(yīng)生成Na2SO4、H2SO4，氯氣被還原為HCl，反應(yīng)方程式為：Na2 S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl；（3）由題意可知，BaCrO4用鹽酸溶解轉(zhuǎn)化為Cr2O2-7，由元素守恒及已知方程式可得關(guān)系式：2Ba2+～2BaCrO4～Cr2O72-～3I2～6Na2S2O3，消耗的Na2S2O3為0.018L×0.01mol/L，則n（Ba2+）=0.018L×0.01mol/L×=0.00006mol，故溶液中c（Ba2+）==0.0024mol/L。