Question

1．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）用于電鍍、鞣制皮革，還用作化工行業(yè)的還原劑、棉織品漂白后的脫氯劑等．某研究小組采用2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S₂O₃+CO₂，通過(guò)如圖1裝置（夾持儀器省略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：

（1）C中倒掛漏斗能否改成插入溶液中的直導(dǎo)管，理由是可以改成直導(dǎo)管．由于通入的空氣中含有大量不參與反應(yīng)的氮?dú)獾�，不�?huì)產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象．
（2）B中采用含有不同比例的Na₂S和Na₂CO₃溶液進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)，其中有一組溶液變渾濁，生成的固體物質(zhì)是硫（S），本組實(shí)驗(yàn)的B裝置中c（Na₂S）/c（Na₂CO₃）是三組實(shí)驗(yàn)中最大（大、�。�．
（3）若要通過(guò)抽濾裝置操作使上述混濁液變澄清時(shí)，布氏漏斗的漏斗管插入單孔橡膠塞與吸濾瓶相接．橡膠塞插入吸濾瓶?jī)?nèi)的部分不得超過(guò)塞子高度的$\frac{2}{3}$；向漏斗中加入溶液，溶液量不應(yīng)超過(guò)漏斗容量的$\frac{2}{3}$；當(dāng)吸濾瓶中液面快達(dá)到支管口位置時(shí)，應(yīng)拔掉吸濾瓶上的橡皮管，從吸濾瓶上口倒出溶液．
（4）工廠對(duì)排放污水中Ba²⁺的濃度測(cè)定時(shí)可以采用如下流程：
（已知：I₂+2S₂O₃^2一═2I^-+S₄O₆^2-）

①寫出在BaCrO₄沉淀中加入過(guò)量HCl和HI混合溶液反應(yīng)的離子方程式2BaCrO₄+16H⁺+6I^-=2Ba²⁺+2Cr³⁺+8H₂O+3I₂；
②用標(biāo)準(zhǔn)硫代硫酸鈉溶液滴定①中所得的溶液時(shí)，可以用淀粉溶液為指示劑進(jìn)行滴定，則到達(dá)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入最后一滴溶液后，錐形瓶?jī)?nèi)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘不變色；
③若標(biāo)準(zhǔn)硫代硫酸鈉溶液的濃度為0.0020mol•L^-1，消耗該溶液體積如圖2所示，則廢水中Ba²⁺的濃度為7.3×10^-4mol/L．

Answer 1

分析 通過(guò)如圖1裝置實(shí)驗(yàn)具體操作步驟為：第一個(gè)A裝置為二氧化硫的制取裝置煅燒黃鐵礦：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，B裝置為Na₂S₂O₃的生成裝置2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S₂O₃+CO₂，；C裝置為尾氣吸收裝置，吸收二氧化硫和二氧化碳等酸性氣體，抽濾B所得的溶液變澄清．
（1）該反應(yīng)源源不斷通入空氣與黃鐵礦反應(yīng)制取二氧化硫，由于通入的空氣中含有大量不參與反應(yīng)的氮?dú)獾�，能防止C中壓強(qiáng)驟然減小，可以將倒掛漏斗改成直導(dǎo)管插入溶液中；
（2）硫化鈉過(guò)量，硫化鈉與二氧化硫和水反應(yīng)生成硫，硫代硫酸鈉在酸性條件下會(huì)生成S和二氧化硫；因部分硫元素轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)，所以本組實(shí)驗(yàn)的B裝置中c（Na₂S）/c（Na₂CO₃）是三組實(shí)驗(yàn)中最大；
（3）抽濾裝置由布氏漏斗、吸濾瓶、安全瓶、抽氣泵等儀器組成，工作的主要原理是抽氣泵給吸濾瓶減壓，導(dǎo)致裝置內(nèi)部的壓強(qiáng)降低，使過(guò)濾的速度加快，橡膠塞插入吸濾瓶?jī)?nèi)的部分不得超過(guò)塞子高度的$\frac{2}{3}$，漏斗中溶液量不應(yīng)超過(guò)漏斗容量的$\frac{2}{3}$，當(dāng)吸濾瓶中液面快達(dá)到支管口位置時(shí)，應(yīng)拔掉吸濾瓶上的橡皮管，從吸濾瓶上口倒出溶液；
（4）①碘離子具有還原性，+6鉻具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
②碘單質(zhì)遇淀粉試液變藍(lán)色；
③V（Na₂S₂O₃）=（27.60-0.10）mL，根據(jù)該反應(yīng)中2S₂O₃^2-～-I₂～$\frac{2}{3}$Ba²⁺計(jì)算鋇離子的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：（1）圖1裝置中A裝置為二氧化硫的制取裝置煅燒黃鐵礦：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，需源源不斷通入空氣與黃鐵礦反應(yīng)制取二氧化硫，空氣中含有大量不參與反應(yīng)的氮?dú)獾龋�最終進(jìn)入C裝置，C中壓強(qiáng)不會(huì)驟然減小，所以可以將防止倒吸的倒掛漏斗改成直導(dǎo)管插入溶液中，
故答案為：可以改成直導(dǎo)管．由于通入的空氣中含有大量不參與反應(yīng)的氮?dú)獾�，不�?huì)產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象；
（2）B中采用含有不同比例的Na₂S和Na₂CO₃溶液進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)，其中有一組溶液變渾濁，生成的固體物質(zhì)是硫（S），是因?yàn)榘l(fā)生Na₂S+SO₂+H₂O=H₂S+Na₂SO₃，SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O，且Na₂S₂O₃在酸性條件下會(huì)生成S和二氧化硫，其反應(yīng)的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑，
故答案為：硫（S）；
（3）減壓過(guò)濾，利用大氣壓強(qiáng)原理，用減小壓力的方法加快過(guò)濾的速率，抽濾裝置由布氏漏斗、吸濾瓶、安全瓶、抽氣泵等儀器組成，為便于吸濾，布氏漏斗上的橡膠塞插入吸濾瓶?jī)?nèi)不能太長(zhǎng)，為了防止液體沿著漏斗下端從支管口抽進(jìn)去，需布氏漏斗的頸口斜面與吸濾瓶支管口相對(duì)，安全瓶?jī)?nèi)左側(cè)導(dǎo)管不能太長(zhǎng)，所以布氏漏斗的漏斗管插入單孔橡膠塞與吸濾瓶相接．橡膠塞插入吸濾瓶?jī)?nèi)的部分不得超過(guò)塞子高度的$\frac{2}{3}$，向漏斗中加入溶液，溶液量不應(yīng)超過(guò)漏斗容量的$\frac{2}{3}$；當(dāng)吸濾瓶中液面快達(dá)到支管口位置時(shí)，應(yīng)拔掉吸濾瓶上的橡皮管，從吸濾瓶上口倒出溶液，而不能從支管口倒出，
故答案為：$\frac{2}{3}$；$\frac{2}{3}$； 吸濾瓶上口；
（4）①BaCrO₄沉淀中+6鉻具有氧化性，HI混合溶液中-1價(jià)的碘離子具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成+3價(jià)鉻和單質(zhì)碘，反應(yīng)為：2BaCrO₄+16H⁺+6I^-=2Ba²⁺+2Cr³⁺+8H₂O+3I₂，
故答案為：2BaCrO₄+16H⁺+6I^-=2Ba²⁺+2Cr³⁺+8H₂O+3I₂；
②碘遇淀粉試液變藍(lán)色，如果滴入最后一滴，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)不變色，說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)，
故答案為：滴入最后一滴溶液后，錐形瓶?jī)?nèi)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘不變色；
③V（Na₂S₂O₃）=（27.60-0.10）mL=27.50mL，設(shè)碘的物質(zhì)的量濃度是xmol/L，
I₂------2S₂O₃^2-
1mol     2mol
xmol （0.0275×0.0020）mol     1mol：2mol=xmol：（0.0275×0.0020）mol  解得：x=2.75×10^-5mol，依據(jù)2BaCrO₄+16H⁺+6I^-=2Ba²⁺+2Cr³⁺+8H₂O+3I₂，
得關(guān)系式：2S₂O₃^2-～-I₂～$\frac{2}{3}$Ba²⁺，則廢水中Ba²⁺的濃度為C=$\frac{n}{v}$=$\frac{2.75×1{0}^{-5}mol×\frac{2}{3}}{25×1{0}^{-3}L}$≈7.3×10^-4mol/L，
故答案為：7.3×10^-4mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和制備過(guò)程分析應(yīng)用，理解工藝流程圖、明確實(shí)驗(yàn)操作與設(shè)計(jì)及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．