Question

8．实验室用如图所示装置制备硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃•5H₂O）．Na₂S₂O₃•5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，Na₂S₂O₃的稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成．

（1）先向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂S₂O₃混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H₂SO₄．写出A中发生反应的化学方程式：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）当Na₂S和Na₂CO₃完全消耗后，结束反应．过滤C中混合物，滤液经过蒸发（填写操作名称）、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品：洗涤晶体的操作方法是沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水直至浸没晶体，待水自然流完后，重复操作两到三次．
（3）为了防止污染环境，E中应加入的试剂为B（填序号）．
A．稀H₂SO₄      B．NaOH溶液      C．饱和NaHSO₃溶液
（4）该法制得的晶体中常混有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄的杂志．
①取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生（填写操作步骤和实验现象），则可确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄．（所需试剂从稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀HCl、蒸馏水中选择）
②为减少产品中生成Na₂SO₄的量，在不改变原有装置的基础上对（1）中实验步骤进行了改进，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓H₂SO₄，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液．
（5）利用硫代硫酸钠跟I₂反应的性质可定量测定硫代硫酸钠样品的纯度．
现取Wg硫代硫酸钠样品配制成VmL的溶液，加入指示剂，用含I₂为amol/L的碘水进行滴定，耗用碘水bmL．（已知：2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI）
①滴定过程中指示剂应选用淀粉溶液．
②样品中硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃•5H₂O）纯度的表达式是$\frac{0.496ab}{W}$．

Answer 1

分析 浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫，用B装置收集二氧化硫，C中二氧化硫、硫化钠、碳酸钠反应生成硫代硫酸钠，D为安全瓶，防倒吸，二氧化硫有毒不能直接排空，用碱液吸收尾气．
（1）浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫和硫酸钠；
（2）从溶液中制取固体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥方法；
（3）二氧化硫有毒不能直接排空，用碱液吸收尾气；
（4）①根据：Na₂S₂O₃•5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄难溶于水，难溶于稀HCl；硝酸、硫酸、盐酸等性质比较可知；
②亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠；
（5）①淀粉遇碘变蓝；
②求出硫代硫酸钠的质量，样品中硫代硫酸钠纯度=量$\frac{硫代硫酸钠质量}{样品质量}$×100%．

解答 解：（1）浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫和硫酸钠，反应方程式为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，故答案为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）从溶液中制取固体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥方法；洗涤晶体的操作方法是：沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水直至浸没晶体，待水自然流完后，重复操作两到三次，故答案为：蒸发；沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水直至浸没晶体，待水自然流完后，重复操作两到三次；
（3）E装置目的是吸收剩余的二氧化硫，因为二氧化硫能与氢氧化钠反应，所以E中试剂为氢氧化钠，故答案为：B；
（4）①根据：Na₂S₂O₃•5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄难溶于水，难溶于稀HCl，以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知，取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可以确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，故答案为：向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生；
②因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠，所以为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液，防止Na₂SO₃被空气中的氧气氧化，
故答案为：先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液；
（5）①滴定完成后，碘会有剩余，可利用淀粉溶液来检验碘单质，淀粉遇到碘单质变蓝色，故答案为：淀粉；
②根据I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI，n（I₂）=amol/L×b×10^-3L，知消耗的Na₂S₂O₃的物质的量=2n（I₂）=2amol/L×b×10^-3L，被滴定的硫代硫酸钠质量为2amol/L×b×10^-3L×158g/mol，故样品中硫代硫酸钠纯度的表达式为$\frac{2amol/L×b×1{0}^{-3}L×248g/mol}{wg}$=$\frac{0.496ab}{W}$，故答案为：$\frac{0.496ab}{W}$．

点评 本题以制备硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃•5H₂O）为载体，考查了化学方程式书写、配平以及物质的分离提纯、检验、纯度测定等，综合性较强，题目难度中等．