Question

亚硫酸钠和硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）都是重要的含硫化合物．某化学兴趣小组进行以下有关实验，填写下列空白．
实验Ⅰ证明Na₂SO₃中硫元素的价态能发生→转化
（1）实验中，不需要用到的试剂有______（填标号）．
A．稀硫酸 B．H₂O₂溶液 C．稀盐酸 D．淀粉碘化钾溶液 E．BaCl₂溶液
观察到的现象是______．
实验Ⅱ制取硫代硫酸钠晶体
利用如图所示装置进行实验．已知：①硫代硫酸钠能与酸发生反应
②装置d中发生反应：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂

（2）装置b中发生反应的化学方程式为______．
（3）装置c的作用是______．
（4）装置d中的反应结束后，先关闭分液漏斗旋塞，接下来的操作是______，待d中溶液冷却后，倒入蒸发皿，蒸发浓缩，冷却、结晶…获得硫代硫酸钠晶体．
实验Ⅲ测定某硫代硫酸钠样品的纯度（设：样品中只含Na₂SO₃杂质）设计如下方案，并进行实验：
①准确称取该硫代硫酸钠样品m g，配制成250mL待测溶液．
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加入适量甲醛（防止Na₂SO₃与I₂反应）和少量淀粉溶液，用n mol?L^-1 I₂标准溶液滴定（发生反应：2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-），至滴定终点．
（5）②中消耗I₂标准溶液VmL，样品中Na₂S₂O₃的百分含量为______（用代数式表示）．
（6）该实验方案存在的一个明显缺陷是______．

Answer 1

解：（1）证明Na₂SO₃中硫元素的价态能发生+4价变化为+6价，需要氧化剂氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子，检验硫酸根离子的存在，选项中氧化剂过量的过氧化氢可以氧化亚硫酸钠为硫酸钠，加入稀盐酸无现象，加入氯化钡生成不溶于盐酸的白色沉淀，证明含有硫酸根离子；硫酸引入硫酸根干扰离子检验，淀粉碘化钾是验证氧化性物质的试剂，不能检验硫酸根离子，故答案为：AD；溶液中出现不溶于盐酸的白色沉淀；
（2）装置图中分析结合实验目的可知，装置b是浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体的装置，反应的化学方程式为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（3）装置c是安全瓶，导气管略露出胶塞，起到防止倒吸的作用，故答案为：防止倒吸；
（4）二氧化硫是污染性气体实验借宿后不能排放到大气中，装置d中的反应结束后，先关闭分液漏斗旋塞，接下来的操作是关闭K₂打开K₁，故答案为：关闭K₂打开K₁；
（5）移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加入适量甲醛（防止Na₂SO₃与I₂反应）和少量淀粉溶液，用n mol?L^-1 I₂标准溶液滴定（发生反应：2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-），至滴定终点，依据离子方程式进行计算得到25ml中硫代硫酸钠物质的量：
2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-；
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n（Na₂S₂O₃） nmol/L×V×10^-3L
n（Na₂S₂O₃）=2nV×10^-3mol；
配制的250ml溶液中含有n（Na₂S₂O₃）=0.02nVmol；
样品中Na₂S₂O₃的百分含量=×100%=×100%，故答案为：；
（6）该实验是在已知条件下的检验，缺少对照实验，故答案为：缺少平行实验．
分析：（1）证明硫元素化合价从+4价变化为+6价，先利用氧化剂氧化亚硫酸钠为硫酸钠，再利用试剂检验硫酸根离子的存在；
（2）分析装置图结合实验目的得到杂质b中是硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫的装置；
（3）装置c是安全瓶作用；
（4）二氧化硫是污染性气体实验借宿后不能排放到大气中，需要用氢氧化钠溶液吸收停止后续反应；
（5）依据滴定实验，结合反应的定量关系计算得到；
（6）对比试验验证物质是实验准确性的验证方法．
点评：本题考查了物质性质的综合应用，实验验证的方法设计，物质含量的滴定实验方法和计算应用，题目难度中等．