Question

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得：Na₂SO₃+S

△   .

Na₂S₂O₃，常温下溶液中析出的晶体为Na₂S₂O₃?5H₂O．
现按如下方法制备Na₂S₂O₃?5H₂O：将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中，注入150mL蒸馏水使其溶解，在分液漏斗中注入一种酸，在蒸馏烧瓶中加入亚硫酸钠固体，并按图安装好装置．
（1）分液漏斗中最好加入的酸是

 

．
A．浓硝酸   B．浓盐酸   C.18.4mol?L^-1的硫酸   D．中等浓度的硫酸
（2）装置6的作用是

 

．
（3）打开分液漏斗活塞，注入酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀地通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，并用磁力搅拌器搅动并加热，最终生成硫代硫酸钠．写出有中间产物Na₂SO₃生成的反应的化学方程式

 

、

 

．
（4）制得的粗晶体中往往含有少量杂质．为了测定粗产品中Na₂S₂O₃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1.28g粗样品溶于水，用0.40mol?L^-1 KMnO₄溶液（加入适量硫酸酸化）滴定，当溶液中S₂O₃^2-全部被氧化时，消耗KMnO₄溶液体积20.00mL．（5S₂O₃^2-+8MnO₄^-+14H⁺═8Mn²⁺+10SO₄^2-+7H₂O）
试回答：
①硫代硫酸钠溶液应置于

 

 （填“酸式”或“碱式”）滴定管中．
②滴定时是否需要加入指示剂？

 

．
③产品中的Na₂S₂O₃质量分数为

 

．

Answer 1

考点：含硫物质的性质及综合应用,制备实验方案的设计

专题：氧族元素

分析：（1）制备二氧化硫用中等浓度的硫酸；
（2）二氧化硫属于有毒气体，要进行尾气处理；
（3）二氧化硫气体较均匀地通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，二氧化硫与碳酸钠反应生成亚硫酸钠和二氧化碳，与硫化钠反应生成亚硫酸钠和硫化氢；
（4）①硫代硫酸钠溶液呈碱性；
②高锰酸钾为紫色溶液；
③根据n=cV计算出1.28g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）二氧化硫易溶于水，所以不能用稀酸，浓硫酸中氢离子浓度很小，不利于与亚硫酸钠固体反应，所以制备二氧化硫用中等浓度的硫酸；
故答案为：D；
（2）二氧化硫属于有毒气体，要进行尾气处理，所以装置6的作用是吸收尾气中的二氧化硫，防止污染空气；
故答案为：吸收尾气中的二氧化硫；
（3）二氧化硫气体较均匀地通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，二氧化硫与碳酸钠反应生成亚硫酸钠和二氧化碳，则发生的反应为：Na₂CO₃+SO₂═Na₂SO₃+CO₂，二氧化硫与硫化钠反应生成亚硫酸钠和硫化氢，则反应的化学方程式为：Na₂S+SO₂+H₂O═Na₂SO₃+H₂S；
故答案为：Na₂CO₃+SO₂═Na₂SO₃+CO₂；Na₂S+SO₂+H₂O═Na₂SO₃+H₂S；
（4）①硫代硫酸钠溶液呈碱性，应该用碱式滴定管盛放，
故答案为：碱式；
②高锰酸钾为紫色溶液，根据高锰酸钾的颜色变化即可判断反应是否达到终点，所以不需要加指示剂；
故答案为：不需要；
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5S₂O₃^2-+8MnO₄^-+14H⁺═8Mn²⁺+10SO₄^2-+7H₂O可知，1.28g的粗样品含有Na₂S₂O₃?5H₂O的物质的量为：n（Na₂S₂O₃?5H₂O）=n（S₂O₃^2-）=

5

8

×n（KMnO₄）=0.005mol，
产品中Na₂S₂O₃?5H₂O的质量分数为：

248g/mol×0.005mol

1.28g

×100%=96.9%，
故答案为：96.9%．

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，题目难度中等，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．