题目内容

2．硫代硫酸钠又名“大苏打”，溶液具有弱碱性和较强的还原性，是棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂．硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图1所示．

已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图2所示．
（1）Na2S2O3•5H2O的制备：
步骤1：只检查A装置气密性的操作是关闭K1、K2，打开上部玻璃塞，向分液漏斗中加水，一段时间后漏斗中液面不再下降，说明气密性良好．
步骤2：加入药品，打开K1、关闭K2，加热．装置B、D中的药品可选用下列物质中的ABCD（填编号）
A．NaOH溶液                B．溴水
C．酸性KMnO4溶液           D．饱和NaHCO3溶液
步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少．
步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过加热浓缩，趁热过滤，得到Na2CO3（填化学式），再将滤液冷却结晶（填操作名称）、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
（2）制得的粗晶体中往往含有少量杂质．为了测定粗产品中Na2S2O3•5H2O的含量，一般采用在酸性条件下用KMnO4标准液滴定的方法（假定粗产品中杂质与酸性KMnO4溶液不反应）．
称取1.92g的粗样品溶于水，用0.40mol/L KMnO4溶液（加入适量硫酸酸化）滴定，当溶液中S2O32-全部被氧化为SO42-时，消耗KMnO4溶液体积20.00mL．试回答：
①KMnO4溶液置于酸式 （填“酸式”或“碱式”）滴定管中．
②滴定终点时的颜色变化：溶液由无色变为浅红色，半分钟内不褪色．
③产品中Na2S2O3•5H2O的质量分数为64.4%．

分析 （1）步骤1：利用气体压强与体积成反比性质，检验A装置气密性；
步骤2：装置B、D的作用是进行尾气处理，防止尾气中二氧化硫污染空气；
步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少；
步骤4：从溶液中获得晶体，需要加热浓缩，趁热过滤，得到Na2CO3，再将滤液冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品；
（2）①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能够氧化碱式滴定管的橡胶管，只能使用酸式滴定管；
②反应结束前溶液为无色，反应结束后溶液中高锰酸根离子过量，溶液变为浅红色；
③根据n=cV计算出1.92g样品消耗的高锰酸钾的物质的量，根据根据反应计算出样品中含有Na2S2O3•5H2O的物质的量，再根据质量分数的表达式计算出产品中Na2S2O3•5H2O的质量分数．

解答 解：（1）步骤1：利用气体压强与体积成反比性质，检验A装置气密性，具体操作为：关闭K1、K2，打开上部玻璃塞，向分液漏斗中加水，一段时间后漏斗中液面不再下降，说明气密性良好；
步骤2：装置B、D的作用是进行尾气处理，防止尾气中二氧化硫污染空气，二氧化硫具有还原性，可以用酸性高锰酸钾溶液或者溴水氧化吸收，二氧化硫能与氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应被吸收，故选：ABCD；
步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少，
步骤4：从溶液中获得晶体，需要加热浓缩，趁热过滤，得到Na2CO3，再将滤液冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品，
故答案为：关闭K1、K2，打开上部玻璃塞，向分液漏斗中加水，一段时间后漏斗中液面不再下降，说明气密性良好；ABCD；Na2CO3；冷却结晶；
（2）①由于酸性高锰酸钾溶液能够氧化碱式滴定管的橡胶管，所以滴定过程中酸性高锰酸钾溶液不能用碱式滴定管盛放，应该用酸式滴定管，
故答案为：酸式；
②依据标定的原理可知，反应结束前溶液为无色，反应结束后溶液中高锰酸根离子过量，溶液变为浅红色，所以滴定终点的现象为：溶液由无色变为浅红色，半分钟内不褪色，
故答案为：溶液由无色变为浅红色，半分钟内不褪色；
③20mL 0.40mol/L KMnO4溶液中含有高锰酸钾的物质的量为n（KMnO4）=0.40mol/L×0.02L=0.008mol，
根据反应5S2O32-+8MnO4-+14H+═8Mn2++10SO42-+7H2O可知，1.28g的粗样品含有Na2S2O3•5H2O的物质的量为：n（Na2S2O3•5H2O）=n（S2O32-）=$\frac{5}{8}$×n（KMnO4）=0.005mol，
产品中Na2S2O3•5H2O的质量分数为：$\frac{248g/mol×0.005mol}{1.92g}$×100%=64.4%，
故答案为：64.4%．

点评 本题通过Na2S2O3•5H2O的制备，考查了物质性质实验方案设计方法，为高考的高频题，难度中等，正确理解题干信息明确制备原理为解答此类题的关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力，是一道质量较高的题目．

练习册系列答案
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12．研究化学反应中的能量变化有重要意义．请根据学过的知识回答下列问题：

Ⅰ．（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图1所示：
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13．硫酸、硝酸都是重要的化工原料，下列实验事实与浓硫酸或硝酸性质不相对应的一组是（　　）
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10．设反应C+CO2?2CO（正反应吸热）反应速率为v1，N2+3H2?2NH3（正反应放热），反应速率为v2．对于上述反应，当温度升高时，v1、v2的变化情况为（　　）
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17．“类推”是一种在化学学习中常用的方法，下列类推结论中正确的是（　　）
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A．NH3能氧化氮氧化物，可用于汽车尾气净化
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12．市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等．因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义．请回答下列问题：
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离子K+Na+NH4+SO42-NO3-Cl-
浓度/mol•L-14×10-66×10-62×10-54×10-53×10-52×10-5
根据表中数据判断PM2.5待测试样的c（H+）=1×10-4mol•L-1．
（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料．
已知：H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H=-241.8kJ•mol-1
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写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）；△H=+13l.30kJ•mol-1．
②洗涤含SO2的烟气．以下物质可作洗涤剂的是ab．
a．Ca（OH）2  b．Na2CO3
c．CaCl2  d．NaHSO3
③目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO2+N2．

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