Question

【题目】Na2S2O3俗称大苏打（海波）是重要的化工原料。用Na2SO3和硫粉在水溶液中加热反应，可以制得Na2S2O3。已知10℃和70℃时，Na2S2O3在100g水中的溶解度分别为60.0g和212g。常温下，从溶液中析出的晶体是Na2S2O3·5H2O。

现实验室欲制取Na2S2O3·5H2O晶体（Na2S2O3·5H2O的相对分子质量为248）

步骤如下：

①称取12.6g Na2SO3于烧杯中，溶于80.0mL水。

②另取4.0g硫粉，用少许乙醇润湿后，加到上述溶液中。

③（如图所示，部分装置略去），水浴加热，微沸，反应约1小时后过滤。

④滤液在经过______________、_____________后析出Na2S2O3·5H2O晶体。

⑤进行减压过滤并干燥。

（1）仪器B的名称是________，其作用是____________________，加入的硫粉用乙醇润湿的目的是____________________________。

（2）步骤④应采取的操作是_________________、________________。

（3）滤液中除Na2S2O3和可能未反应完全的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是___________。如果滤液中该杂质的含量不很低，其检测的方法是：______________________________。

（4）为了测产品的纯度，称取7.40g 产品，配制成250mL溶液，用移液管移取25.00mL于锥形瓶中，滴加淀粉溶液作指示剂，再用浓度为0.0500mol/L 的碘水，用__________（填“酸式”或“碱式”）滴定管来滴定（2S2O32－ + I2 ＝ S4O62－ + 2I－），滴定结果如下：

滴定次数	滴定前读数（mL）	滴定后读数（mL）
第一次	0.30	30.52
第二次	0.36	31.06
第三次	1.10	31.28

则所得产品的纯度为______________________________，你认为影响纯度的主要原因是（不考虑操作引起误差）_________________________________。

Answer 1

【答案】蒸发浓缩 冷却结晶 球形冷凝管 冷凝回流 增加反应物接触面积，提高反应速率 蒸发浓缩 冷却结晶 Na2SO4 取少量滤液于试管中，加稀盐酸至溶液呈酸性，静置，取上层清液（或过滤除去S后的滤液）于另一支试管中，向该试管中滴加BaCl2溶液，若出现浑浊，证明原滤液中含Na2SO4 酸式 101.2% 含有的Na2SO3也会和I2发生反应，从而影响纯度

【解析】

本题以Na2S2O3·5H2O晶体的制备及其样品纯度的测定为背景，考查考生对化学实验仪器的认识和解决实际问题的能力。硫粉不溶于水，制备过程硫粉与水溶液中的Na2SO3不能充分的接触，影响反应速率，用乙醇湿润硫粉的目的就要从这些方面分析。温度越高Na2S2O3溶解度越大，所以冷却其较高温度下的饱和溶液，可得到Na2S2O3·5H2O晶体。SO32-有较强的还原性，加热条件下更易被溶解在溶液中的O2氧化，分析滤液中的杂质要考虑这一点。用已知浓度的碘水滴定Na2S2O3溶液来测定样品纯度，而I2也能够氧化SO32-，这是实验原理不完善带来的系统误差。由此分析。

(1)根据装置图可知，仪器B为球形冷凝管，使水蒸气冷凝回流，防止反应液中水分大量流失而析出晶体。硫粉难溶于水而微溶于乙醇，用乙醇湿润可使硫粉易于分散到溶液中，增大硫与Na2SO3的接解面积，加快反应速率。

(2)由100C和700C下的Na2S2O3的溶解度数据可知，温度越高Na2S2O3溶解度越大，可以先蒸发浓缩得到较高温度下的Na2S2O3的饱和溶液，然后冷却结晶，即可制备Na2S2O3·5H2O晶体。所以步骤④应采取的操作是蒸发浓缩、冷却结晶。

(3)SO32-具有较强的还原性，加热过程中溶解在溶液中的O2氧化了部分SO32-生成SO42-，所以滤液中很可能存在Na2SO4。检验Na2SO4的存在，只需检验SO42-离子，但要排除SO32-和S2O32-的干扰，先用盐酸酸化：Na2SO3+2HCl=SO2↑+H2O+2NaCl，Na2S2O3+2HCl=S↓+SO2↑+H2O+2NaCl，再加入BaCl2溶液：Ba2++SO42-=BaSO4↓，产生不溶于盐酸的白色沉淀即证明滤液中含Na2SO4杂质。所以检验方法是：取少许滤液于试管中，加稀盐酸至溶液呈酸性，静置，取上层清液（或过滤除去S后的滤液）于另一支试管中，向该试管中加入BaCl2溶液，若出现浑浊则证明原滤液中含Na2SO4。

(4) I2能与橡胶发生加成反应而腐蚀橡胶，不能用碱式滴定管，只能用酸式滴定管盛装碘水进行滴定。由表中数据可知三次实验消耗碘水体积分别为30.22mL、30.70mL、30.18mL，显然第二次实验误差太大舍去，平均消耗碘水体积为=30.20mL。设所配样品溶液的浓度为c(Na2S2O3)，

列比例式： ，解得c(Na2S2O3)=0.1208mol/L

7.40g样品中Na2S2O3·5H2O的物质的量=n(Na2S2O3)=0.25L×0.1208mol/L=0.0302mol,样品的纯度=×100%=101.2%。因为SO32-有较强的还原性，也能被I2氧化，所以滴定中消耗的碘水体积偏大，使计算得到的纯度值偏大。