题目内容
12．
硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得．已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在．（1）某研究小组设计了制备Na2S2O3•5H2O的装置和部分操作步骤如下．
Ⅰ．打开Kl，并闭K2，向圆底烧瓶中加人足量浓硫酸，加热．
Ⅱ．C中的混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少．当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应．
Ⅲ．过滤C中的混合液．
Ⅳ．将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
①Ⅰ中，圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
②Ⅱ中“停止C中的反应”的操作是打开K2，关闭K1．
③Ⅳ中将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品．Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过重结晶方法提纯．
④装置B的作用是在C中的反应停止后吸收A中产生的多余SO2防止空气污染．
（2）依据反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，可用I2的标准溶液测定产品的纯度．取5.5g产品，配制成100mL溶液．取10mL溶液，以淀粉溶液为指示剂，用浓度为0.050mol•L-1I2的标准溶液进行滴定，相关数据记录如下表所示．
| 编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 溶液的体积/mL | 10.00 | 10.00 | 10.00 | 10.00 |
| 消耗I2标准溶液的体积/mL | 19.99 | 19.98 | 17.13 | 20.03 |
②Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数是90.2%（Na2S2O3•5H2O的式量为248，计算结果保留1位小数）．
分析 在加热条件下，铜和浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫，所以A中发生的反应为Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；打开K1，关闭K2，在C中Na2CO3和S、SO2反应生成Na2S2O3，Na2S2O3溶液具有弱碱性和较强的还原性，所以酸性条件下不能存在，二氧化硫不能完全反应且二氧化硫有毒，会污染空气，所以用NaOH吸收未反应的SO2；C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应，打开K2，关闭K1，二氧化硫有毒，应该用B中溶液吸收二氧化硫，二氧化硫属于酸性氧化物，且有还原性，所以可以碱性物质或氧化性物质吸收二氧化硫，
（1）①A装置制备二氧化硫，Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水；
②不足通入二氧化硫，可以停止C中反应，用B装置吸收A中多余的二氧化硫；
③Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大，产品通过重结晶方法提纯；
④吸收A中产生的多余SO2防止空气污染；
（2）①Na2S2O3反应完毕，再加入碘的标准溶液，碘与淀粉变蓝色；
②第3次实验消耗标准液的体积与其它3次相差比较大，应舍弃，1、2、4次实验的标准液平均值为消耗标准液体积，由方程式可知n（Na2S2O3•5H2O）=n（S2O32-）=2n（I2），进而计算Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数．
解答 解：（1）①A装置制备二氧化硫，Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水，反应方程式为：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O，
故答案为：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；
②不足通入二氧化硫，可以停止C中反应，用B装置吸收A中多余的二氧化硫，Ⅱ中“停止C中的反应”的操作是：打开K2，关闭K1，
故答案为：打开K2，关闭K1；
③Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大，产品通过重结晶方法提纯，
故答案为：重结晶；
④二氧化硫会污染空气，装置B的作用是：在C中的反应停止后吸收A中产生的多余SO2防止空气污染，
故答案为：在C中的反应停止后吸收A中产生的多余SO2防止空气污染；
（2）①加入最后一滴I2标准溶液后，溶液变蓝，且半分钟内颜色不改变，说明Na2S2O3反应完毕，滴定到达终点，
故答案为：加入最后一滴I2标准溶液后，溶液变蓝，且半分钟内颜色不改变；
②第3次实验消耗标准液的体积与其它3次相差比较大，应舍弃，1、2、4次实验的标准液平均值为消耗标准液体积，即消耗标准液体积为$\frac{（19.99+19.98+20.03）mL}{3}$=20mL，由2S2O32-+I2═S4O62-+2I-，可知5.5g样品中n（Na2S2O3•5H2O）=n（S2O32-）=2n（I2）=2×0.02L×0.05mol/L×$\frac{100mL}{10mL}$=0.02mol，则m（Na2S2O3•5H2O）=0.02mol×248g/mol=4.96g，则Na2S2O3•5H2O在产品中的质量分数为$\frac{4.96g}{5.5g}$×100%=90.2%，
故答案为：90.2%．
点评 本题考查制备实验方案设计，为高频考点，侧重考查学生的分析、实验和计算能力，涉及物质制备、物质的量的计算、离子方程式书写、基本操作等知识点，明确实验原理及物质性质是解本题关键，难度中等．
导学教程高中新课标系列答案| A． |  实验室制NH3 | B． |  除去CO2中的HCl | C． |  检验K2CO3中的K+ | D． |  收集NO气体 |
| A． | 乙烯和甲烷都能发生加成反应 | |
| B． | 煤焦油、石油、花生油都属于烃 | |
| C． | 甲烷、乙烯、苯都可通过石油分馏得到 | |
| D． |  + $\stackrel{△}{→}$ 反应属于加成反应 |
| 时间（s） | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| n（NO）（mol） | 0.020 | 0.010 | 0.009 | 0.008 | 0.008 | 0.008 |
（2）达到平衡时v（NO）为0.002mol/（L．s）．
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是be．
a．v（NO2）=2v（O2） b．容器内压强保持不变
c．NO、O2、NO2的浓度之比为2：1：2 d．容器内密度保持不变
e．容器内气体的颜色不再变化．
回答下列问题：
（1）以下是实验中可能用到的几种仪器，请在图下方横线上写出仪器名称．
a．
电子天平 b．
坩埚 c．
干燥器 d．
酒精喷灯①“操作I”是灼烧硫酸铜晶体，用到上述bd（填序号）仪器．
②“操作Ⅱ”的操作是冷却，必须在c（填序号）中进行．
（2）“重复操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”，称为恒重操作．
判断达到恒重的依据是相邻两次称量的质量差小于0.001g；
进行恒重操作的目的是确保晶体失去全部结晶水．
（3）某学生实验后得到以表数据：
| 加热前质量 | 加热后质量 | |
| m1（容器） | m2（容器+晶体） | m3（容器+无水硫酸铜） |
| 5.200g | 7.900g | 6.900g |
②该学生测定结果偏高（填“偏高”、“偏低”或“正确”）．
③从下列分析中选出该学生产生实验误差的原因可能是（填序号）c．
a．没有进行恒重操作
b．加热固体到白色后，露置在空气中冷却
c．加热过程中晶体有少量溅失
d．加热后在干燥器中冷却至室温后称量．
