Question

硫化钠和碳酸钠为原料、采用下述装置制备硫代硫酸钠，制备反应可表示为：
2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂．根据要求回答问题：

（1）实验时，打开K1，关闭K2，最后洗气瓶中发生反应的离子方程式是

CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O

．
（2）锥形瓶内溶液pH小于7时会导致产品分解，因此实验过程中需要控制锥形瓶内溶液的pH．
①反应过程中，锥形瓶中溶液pH将

减小

（填“增大”、“减小”或“保持不变”）．
②测量锥形瓶中溶液pH时，用注射器吸取溶液样品比直接打开锥形瓶中瓶塞取样，除操作简便外，还具有的优点是

防止二氧化硫污染空气

．
③若实验过程中测得溶液pH已接近于7．此时应该进行的操作是

关闭K1，打开K2

．
（3）已知：2Na₂ S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂ S₄O₆．实验结束后进行相关处理，可即获得Na₂ S₂O₃?5H₂O晶体．为测量其纯度，取晶体样品mg，加水溶解后，滴入几滴淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定到终点时，消耗碘水溶液vmL，则该样品纯度是

0.496v

m

%

（4）制取硫代硫酸钠的另一种方法是直接将硫粉和亚硫酸钠、水混合共热制取．为探究制取硫代硫酸钠最佳条件（溶液pH、亚硫酸钠浓度、反应温度、硫粉质量），设计如下对比实验（每次实验时亚硫酸钠质量均为63g，反应时间为30min）：

实验序号	溶液pH	亚硫酸钠与水的质量比	反应温度	硫粉质量	亚硫酸钠转化率
1	10	1.5：1	100	18	80.7%
2	a	1.1：1	100	18	94.6%

①实验1、2的目的是探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响，则a=

10

②若还要探究溶液pH、反应温度、硫粉质量对亚硫酸钠转化率的影响，除实验1、2外，至少还需进行

3

次对比实验．
③实验表明：亚硫酸钠转化率不受硫粉质量多少的影响．为什么？答：

硫为固体，不影响平衡的移动

．

Answer 1

分析：（1）打开K1，关闭K2，进入最后洗气瓶的尾气含有CO₂、SO₂．二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠与水，二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠与水；
（2）①随反应进行，Na₂S、Na₂CO₃浓度降低，同时生成二氧化碳；
②直接打开锥形瓶中瓶塞取样，二氧化硫会逸出，污染空气；
③锥形瓶内溶液pH小于7时会导致产品分解，当溶液pH已接近于7，应停止实验，用左边的洗气瓶吸收二氧化硫，防止污染空气；
（3）vmL0.010mol/L碘水溶液中n（I₂）=v×10^-3L×0.010mol/L=v×10^-5mol，根据关系式2Na₂ S₂O₃～I₂计算 mg样品中n（Na₂ S₂O₃），根据m=nM计算mg样品中Na₂ S₂O₃?5H₂O晶体的质量，据此据此纯度；    
（4）①探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响，亚硫酸钠浓度浓度不同，其它条件应该相同；
②要探究溶液pH、反应温度、硫粉质量对亚硫酸钠转化率的影响，其它条件相同情况下，应进行溶液pH不同、反应温度不同、硫粉质量不同对亚硫酸钠转化率影响对比实验；
③硫为固体，不影响平衡的移动．

解答：解：（1）打开K1，关闭K2，进入最后洗气瓶的尾气含有CO₂、SO₂．二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠与水，二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠与水．反应离子方程式为CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（2）①随反应进行，Na₂S、Na₂CO₃浓度降低，同时生成二氧化碳，所以锥形瓶中溶液碱性减弱，pH将减小，故答案为：减小；
②直接打开锥形瓶中瓶塞取样，二氧化硫会逸出，污染空气．故用注射器吸取溶液样品除操作简便外，还具有的优点是防止二氧化硫污染空气，
故答案为：防止二氧化硫污染空气；
③锥形瓶内溶液pH小于7时会导致产品分解，当溶液pH已接近于7，应停止实验，用左边的洗气瓶吸收二氧化硫，防止污染空气，故应关闭K1，打开K2，
故答案为：关闭K1，打开K2；
（3）vmL0.010mol/L碘水溶液中n（I₂）=v×10^-3L×0.010mol/L=v×10^-5mol，则：
2Na₂ S₂O₃～～～～～～～I₂
   2                 1
n（Na₂ S₂O₃）       v×10^-5mol
所以n（Na₂ S₂O₃）=2×v×10^-5mol=2v×10^-5mol
Na₂ S₂O₃?5H₂O晶体的质量为2v×10^-5mol×248g/mol=496v×10^-5g．
则该样品纯度为

496v×10-5g

mg

×100%=

0.496v

m

%，
故答案为：

0.496v

m

%；
（4）①探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响，亚硫酸钠浓度浓度不同，其它条件应该相同，所以1、2两组实验，溶液的pH值相同，故a=10，
故答案为：10；
②要探究溶液pH、反应温度、硫粉质量对亚硫酸钠转化率的影响，其它条件应相同情况下，应进行溶液pH不同对比实验、反应温度不同对比实验、硫粉质量不同对比实验，除实验1、2外，至少还需进行3次对比实验，故答案为：3；
③硫为固体，不影响平衡的移动，故答案为：硫为固体，不影响平衡的移动．

点评：本题考查学生对工艺流程的理解、实验装置的理解评价、实验操作与设计、物质性质、氧化还原反应滴定应用等，难度中等，需要学生具有扎实的基础与阅读题目获取信息、综合运用解决问题的能力．