题目内容

3．Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定．
Ⅰ．制备Na2S2O3•5H2O
反应原理：Na2SO3（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）
实验步骤：
①称取20g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80mL蒸馏水．另取4g研细的硫粉，用3mL乙醇润湿，加入上述溶液中．
②安装实验装置（如图1所示，部分夹持装置略去），水浴加热，微沸60min．
③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3•5H2O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品．
回答问题：
（1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是使硫粉易于分散到溶液中．
（2）仪器a的名称是冷凝管，其作用是冷凝回流．
（3）产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是Na2SO4，检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4．
（4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O．
Ⅱ．测定产率
将所得产品配成500ml溶液，取该溶液20ml，以淀粉作指示剂，用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定．反应原理为2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
（5）滴定至终点时，溶液颜色的变化：由无色变为蓝色．
（6）滴定起始和终点的液面位置如图2，则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL，则该实验的产率为72.4%．（保留三位有效数据）
Ⅲ．Na2S2O3的应用
（7）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+．

分析 （1）硫粉难溶于水、微溶于乙醇，乙醇湿润可以使硫粉易于分散到溶液中；
（2）根据仪器结构特征写出其名称，冷凝管起到冷凝回流的作用；
（3）由于Na2S2O3、Na2SO3具有还原性，易被氧气氧化Na2SO4，检验溶液是否硫酸根离子进行判断；
（4）S2O32-与氢离子在溶液中能够发生氧化还原反应生成硫单质与二氧化硫；
（5）滴定前溶液为无色，滴定结束后，碘单质使淀粉变蓝；
（6）根据图示的滴定管中液面读出初读数、终读数，然后计算出消耗碘的标准溶液体积；
进行过量计算，根据不足量的物质计算理论产量，根据反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，可知n（S2O32-）=2n（I2），进而计算样品的产率；
（7）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，反应生成硫酸钠、氯化钠，配平书写离子方程式．

解答 解：（1）硫粉难溶于水微溶于乙醇，所以硫粉在反应前用乙醇湿润是使硫粉易于分散到溶液中，
故答案为：使硫粉易于分散到溶液中；
（2）根据图示中仪器的结构特征，可知仪器a为冷凝管，该实验中冷凝管具有冷凝回流的作用，
故答案为：冷凝管；冷凝回流；
（3）由于Na2S2O3、Na2SO3具有还原性，易被氧气氧化Na2SO4，所以可能存在的杂质是Na2SO4；检验硫酸钠的方法为：取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4，
故答案为：Na2SO4； 取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4；
（4）S2O32?与氢离子发生氧化还原反应生成淡黄色硫单质，反应的离子方程式为：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O，
故答案为：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O；
（5）滴定结束后，碘单质使淀粉变蓝，所以滴定终点时溶液颜色变化为：由无色变为蓝色，
故答案为：由无色变为蓝色；
（6）根据图示的滴定管中液面可知，滴定管中初始读数为0，滴定终点液面读数为18.10mL，所以消耗碘的标准溶液体积为18.10mL；
20g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80mL蒸馏水．另取
4g硫粉完全反应需要硫酸钠质量为4g×$\frac{142}{32}$=15.75gg，小于20g，亚硫酸钠过量，则理论上生成Na2S2O3•5H2O的物质的量为$\frac{4g}{32g/mol}$=0.125mol，
根据反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-可知，n（S2O32-）=2n（I2）=0.1000 mol•L-1×18.10×10-3L×2×$\frac{500mL}{20mL}$=9.05×10-2mol，故产率为（9.05×10-2mol÷0.125mol）×100%=72.4%，
故答案为：72.4%；
（7）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，配平后的离子方程式为：S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+，
故答案为：S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+．

点评 本题考查化学实验制备，涉及仪器识别、离子的检验方法、对装置分析评价、氧化还原反应滴定与计算、离子方程式书写等，是对学生综合能力的考查，难度中等．

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