Question

7．Na₂S₂O₃（俗称保险粉）在医药、印染中应用广泛，可通过下列方法制备：
取15.1gNa₂SO₃溶于80.0mL水．另取5.0g硫粉，用少许乙醇润湿后加到上述溶液中．
小火加热至微沸，反应1小时后过滤．滤液在100℃经蒸发、浓缩、冷却至10℃后析出Na₂S₂O₃•5H₂O．
（1）加入的硫粉用乙醇润湿的目的是有利于硫粉和Na₂SO₃溶液充分接触，加快反应速率．
（2）滤液中除Na₂S₂O₃和可能未反应完全的Na₂SO₃外，最可能存在的无机化合物杂质是Na₂SO₄；
（3）某环境监测小组用含0.100mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液[含少量的Na₂SO₃，且n（Na₂S₂O₃）：n（Na₂SO₃）=
5：1]测定某工厂废水中Ba²⁺的浓度．他们取废水50.0mL，控制适当的酸度加入足量的K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；沉淀经洗涤、过滤后，用适量的稀硫酸溶解，此时CrO₄^2-全部转化为Cr₂O₇^2-；再加过量KI溶液，充分反应后，用上述Na₂S₂O₃溶液进行滴定，反应完全时，测得消耗Na₂S₂O₃溶液的体积为36.00mL．
（已知有关反应的离子方程式为：①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；
②I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-；③I₂+SO₃^2-+H₂O═2I^-+SO₄^2-+2H⁺）
则滴定过程中可用淀粉作指示剂；滴定终点的现象蓝色褪去半分钟不变化．
计算该工厂废水中Ba²⁺的物质的量浓度．（写出计算过程）溶液中发生的反应为：2Ba²⁺+Cr₂O₇^2-=2BaCrO₄+2H^+； Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O； I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；I₂+SO₃^2-+H₂O═2I^-+SO₄^2-+2H⁺，
n（Na₂S₂O₃）=0.0360 L×0.100 mol•L^-1=0.0036 mol，则n（Na₂SO₃）=0.00360 mol×$\frac{1}{5}$=0.00072 mol
根据题意：2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
2 6
n₁ 0.0036 mol
得n₁（Ba²⁺）=$\frac{0.0036mol×2}{6}$=0.0012 mol
2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～3SO₃^2-
2 3
n₂ 0.00072mol
得得n₂（Ba²⁺）=$\frac{0.00072mol×2}{3}$=0.00048 mol
则c（Ba²⁺）=$\frac{0.0012mol+0.00048mol}{0.05L}$=3.36×10^-2 mol•L^-1．

Answer 1

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）由于S₂O₃^2?具有还原性，易被氧气氧化成硫酸根离子可知杂质为硫酸钠；
（3）生成的碘单质遇到淀粉变蓝，用硫代硫酸钠滴定时，当蓝色褪去半分钟不变化，说明反应达到终点；溶液中发生的反应为：2Ba²⁺+Cr₂O₇^2-=2BaCrO₄+2H^+； Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O； I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；I₂+SO₃^2-+H₂O═2I^-+SO₄^2-+2H⁺，根据方程式列出各物质的关系为2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3 I₂～6S₂O₃^2-和2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～3SO₃^2-计算．

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，有利于硫粉和Na₂SO₃溶液充分接触，加快反应速率，
故答案为：使硫粉易于分散到溶液中，有利于硫粉和Na₂SO₃溶液充分接触，加快反应速率；
（2）S₂O₃^2?具有还原性，能够被氧气氧化成硫酸根离子，所以可能存在的杂质是硫酸钠，
故答案为：Na₂SO₄；
（3）依据标定的原理可知，生成的碘单质遇到淀粉变蓝，用硫代硫酸钠滴定当蓝色褪去半分钟不变化，说明反应达到终点；溶液中发生的反应为：2Ba²⁺+Cr₂O₇^2-=2BaCrO₄+2H^+； Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O； I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；I₂+SO₃^2-+H₂O═2I^-+SO₄^2-+2H⁺，
n（Na₂S₂O₃）=0.0360 L×0.100 mol•L^-1=0.0036 mol，则n（Na₂SO₃）=0.00360 mol×$\frac{1}{5}$=0.00072 mol
根据题意：2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
         2                              6
        n₁                          0.0036 mol
得n₁（Ba²⁺）=$\frac{0.0036mol×2}{6}$=0.0012 mol
2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～3SO₃^2-
2                           3
n₂ 0.00072mol
得得n₂（Ba²⁺）=$\frac{0.00072mol×2}{3}$=0.00048 mol
则c（Ba²⁺）=$\frac{0.0012mol+0.00048mol}{0.05L}$=3.36×10^-2 mol•L^-1，
答：淀粉；蓝色褪去半分钟不变化；溶液中发生的反应为：2Ba²⁺+Cr₂O₇^2-=2BaCrO₄+2H^+； Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O； I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；I₂+SO₃^2-+H₂O═2I^-+SO₄^2-+2H⁺，
n（Na₂S₂O₃）=0.0360 L×0.100 mol•L^-1=0.0036 mol，则n（Na₂SO₃）=0.00360 mol×$\frac{1}{5}$=0.00072 mol
根据题意：2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
2 6
n₁ 0.0036 mol
得n₁（Ba²⁺）=$\frac{0.0036mol×2}{6}$=0.0012 mol
2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～3SO₃^2-
2 3
n₂ 0.00072mol
得得n₂（Ba²⁺）=$\frac{0.00072mol×2}{3}$=0.00048 mol
则c（Ba²⁺）=$\frac{0.0012mol+0.00048mol}{0.05L}$=3.36×10^-2 mol•L^-1；

点评 本题考查了试剂的作用、物质的推断、滴定的计算、方程式的书写等知识，（3）计算量较大，题目难度较大，注意关系式的应用．