题目内容
【题目】硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得,反应原理为:
①Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2
②Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S
③2H2S+SO2=3S↓+2H2O
④Na2SO3+ S Na2S2O3,
常温下溶液中析出晶体为Na2S2O35H2O。Na2S2O3·5H2O于40~45℃熔化,48℃分解;Na2S2O3 易溶于水,不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如图所示。
Ⅰ.现按如下方法制备Na2S2O3·5H2O:
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中,注入150mL蒸馏水使其溶解,在分液漏斗中,注入浓盐酸,在装置2中加入亚硫酸钠固体,并按下图安装好装置。
请问:(1)仪器2的名称为________,装置6中可放入_________。
A.BaCl2溶液 B.浓H2SO4
C.酸性KMnO4溶液 D.NaOH溶液
(2)打开分液漏斗活塞,注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,并用磁力搅拌器搅动并加热。随着二氧化硫气体的通入,看到溶液中有大量浅黄色固体析出。持续通二氧化硫气体,反应约半小时。当溶液中pH接近或不小于7时,即可停止通气和加热。溶液pH要控制不小于7理由是________(用离子方程式表示)。
Ⅱ.分离Na2S2O3·5H2O并标定溶液的浓度:
(1)为减少产品的损失,操作①为______,操作②是_____、洗涤、干燥,其中洗涤操作是用_________(填试剂)作洗涤剂。
(2)蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止,蒸发时为什么要控制温度不宜过高_______。
(3)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量294g/mol)0.5880克。平均分成3份分别放入3个锥形瓶中,加水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:6I-+Cr2O72-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应: I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,滴定终点的现象为_____________________。三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为20.00mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_________ mol/L。
【答案】 蒸馏烧瓶 CD S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O 过滤 过滤 乙醇 温度过高会导致析出的晶体分解 溶液由蓝色恰好变成无色,且半分钟不恢复原色 0.2000
【解析】Ⅰ.(1)仪器2的名称为蒸馏烧瓶;从装置4中出来的气体中可能含有CO2和SO2或H2S,所以装置6的作用就是吸收尾气,根据这三种气体的性质,BaCl2溶液与这三种气体都不反应,所以A错误;浓H2SO4只与H2S气体反应,则B错误;SO2和H2S都被酸性KMnO4溶液所氧化,CO2不需要吸收,所以C正确;这三种气体都能与NaOH溶液反应,所以D正确。因此正确答案为CD。
(2)硫代硫酸钠在酸性溶液中会发生如下反应:S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O,所以要控制溶液的pH不小于7。
Ⅱ.(1)根据操作步骤后面物质的名称即可确定该操作的名称,所以操作①为过滤,操作②也是过滤;由于Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇,所以洗涤Na2S2O3·5H2O晶体时应用乙醇作洗涤剂。
(2)已知Na2S2O3·5H2O于40~45℃ 熔化,48℃分解,所以蒸发时温度过高会导致析出的晶体分解。
(3)根据滴定过程,随着硫代硫酸钠的滴入,碘单质转化为I-,用淀粉作指示剂,滴定终点时的现象为滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液的颜色由蓝色变成无色,且在半分钟内不恢复原色;由题目所给方程式可得关系式如下:K2Cr2O7 ~3I2 ~ 6Na2S2O3,所以,则c=0.2000 mol/L。