题目内容

2.Na2S2O3•5H2O俗称“海波”,是常用的脱氧剂和还原剂.它是无色易溶于水的晶体,不溶于乙醇,Na2S2O3•5H2O在40~45℃熔化,48℃分解.如图2是有关物质的溶解度曲线:
已知:Na2SO3+S $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na2S2O3,制备Na2S2O3•5H2O的实验流程如图1:

(1)过滤时玻璃棒的作用是引流;趁热过滤的原因是防止温度降低而使Na2S2O3•5H2O析出.
(2)结晶的方法是冷却(或降温)结晶.
(3)洗涤抽滤后得到的晶体,可采用的洗涤液是C.
A.水       B.饱和NaCl溶液       C.无水乙醇     D.NaOH溶液
(4)工业上制得的Na2S2O3•5H2O产品中可能含有少量的Na2SO3和Na2SO4杂质.为测定产品成分,准确称取1.2600g 样品,加入蒸馏水完全溶解后配成溶液.将配成的溶液平均分成两份.向一份溶液中加入适量甲醛溶液预处理(防止Na2SO3与I2反应),然后向其中加入0.0500mol/L 的I2溶液,发生反应:2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,当反应恰好完全时,共消耗I2溶液20.00mL.向另一份溶液中加入足量的稀硫酸溶液,微热至充分反应,使生成的SO2全部逸出,测得SO2在标准状况下体积为56.00mL.
已知:Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O
(摩尔质量:Na2S2O3•5H2O:248g/mol   Na2SO3:126g/mol   Na2SO4:142g/mol)
①样品中含有Na2S2O3•5H2O质量分数是78.73%;
②通过计算确定样品的成份及各成份的物质的量之比(写出计算过程).

分析 (1)过滤时用玻璃棒引流;趁热过滤防止温度降低而使Na2S2O3•5H2O析出;
(2)由溶解度曲线可知,Na2S2O3溶解度受温度影响较大,应采取冷却(或降温)结晶;
(3)由题目信息,可知Na2S2O3无色易溶于水的晶体,不溶于乙醇,应选择乙醇进行洗涤;
(4)根据消耗I2计算每份样品中n(Na2S2O3),进而计算Na2S2O3反应生成二氧化硫,判断每份样品中是否含有亚硫酸钠,若有,根据二氧化硫计算亚硫酸钠的物质的量,再根据每份样品中Na2S2O3•5H2O、亚硫酸钠的总质量判断是否含有硫酸钠.

解答 解:(1)过滤时用玻璃棒引流;趁热过滤,防止温度降低而使Na2S2O3•5H2O析出,
故答案为:引流;防止温度降低而使Na2S2O3•5H2O析出;
(2)由溶解度曲线可知,Na2S2O3溶解度受温度影响较大,应采取冷却(或降温)结晶,
故答案为:冷却(或降温)结晶;
(3)由题目信息,可知Na2S2O3无色易溶于水的晶体,不溶于乙醇,应选择乙醇进行洗涤,故选:C;
(4)①n(Na2S2O3•5H2O)=2n(I2)=2×0.0200 L×0.0500mol/L=0.0020mol,
m(Na2S2O3•5H2O)=0.002mol×248g/mol=0.4960g,
w(Na2S2O3•5H2O)=0.4960g×2÷1.2600g=78.73%,
故答案为:78.73%;
②n(SO2)=0.0560L÷22.4L/mol=0.0025 mol,
Na2S2O3•5H2O反应生成二氧化硫为0.002mol,故应含有Na2SO3,其物质的量为0.0025mol-0.002mol=0.0005mol,
每份样品中Na2S2O3•5H2O、Na2SO3的总质量为0.496g+0.0005mol×126g/mol=0.559g<$\frac{1.26g}{2}$=0.63g,故应含有Na2SO4,则每份样品中Na2SO4的质量为0.63g-0.559g=0.071g,其物质的量为$\frac{0.071g}{142g/mol}$=0.0005mol,
故样品成分为Na2S2O3•5H2O、Na2SO3、Na2SO4,三者物质的量之比为0.002mol:0.0005mol:0.0005mol=4:1:1,
答:样品成分为Na2S2O3•5H2O、Na2SO3、Na2SO4,三者物质的量之比为4:1:1.

点评 本题是对实验制备方案综合考查,涉及物质的分离提纯、物质组成含量的测定,充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力,难度中等.

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