题目内容
【题目】硫代硫酸钠可用于照相业作定影剂、纸浆漂白作脱氯剂等。实验室用SO2通入Na2S和Na2CO3的混合液中来制备硫代硫酸钠。
本实验对Na2S纯度要求较高,利用图1所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯过程为:将已称量好的工业级Na2S放入圆底烧瓶中,加入一定质量的酒精和少量水。按图1所示装配所需仪器,向冷凝管通入冷却水,同时水浴加热。待烧瓶中固体不再减少时,停止加热。将烧瓶取下,立即趁热过滤,再冷却结晶,抽滤。将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S9H2O晶体。
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(1)下列说法不正确的是___。
A.将晶体转移至布氏漏斗时,若器壁上粘有少量晶体,应用冷水淋洗
B.抽滤时,为防止滤纸穿孔,可适当关小水龙头或多加一层滤纸
C.洗涤时,可用一定浓度的乙醇溶液洗涤晶体,目的是洗除晶体表面的杂质,易于得到干燥晶体
D.为加快产品的干燥,可高温烘干
E.在提纯过程中“趁热过滤”操作的目的是防止硫化钠结晶析出而损失、去除杂质
(2)用图2所示装置制取Na2S2O3,其中盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称是________,三颈烧瓶中发生反应的化学方程式__________。
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(3)硫代硫酸钠样品中Na2S2O35H2O的纯度(质量分数)可通过氧化还原滴定法测定,相关反应方程式为2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。准确称取W g样品于锥形瓶中,用适量蒸馏水溶解,并滴加淀粉溶液作指示剂。用0.1000 mol/L碘的标准溶液进行滴定。请回答:
①达到滴定终点的标志是_______。
②滴定起始和终点的液面位置如图3,则消耗碘的标准溶液体积为_______ mL,产品纯度为________(设Na2S2O35H2O相对分子质量为M)。
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③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O35H2O的纯度的测量结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
【答案】AD 蒸馏烧瓶 4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2 溶液变为蓝色,且30s内不恢复原色 18.10
% 偏低
【解析】
(1)冷却结晶得到硫化钠晶体说明硫化钠的溶解度随温度的降低而减小,结合抽滤的操作分析可得;
(2)根据仪器构造可得;三颈烧瓶中SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠,同时有二氧化碳生成;
(3)①根据滴定原理,Na2S2O3用碘标准溶液进行滴定,Na2S2O3反应完成时,弱碘溶液过量,会使淀粉溶液显蓝色;
②标准液的体积等于终点读数与起始读数的差值;根据关系式2Na2S2O35H2O~I2,由Na2S2O35H2O与I2的物质的量关系计算;
③若滴定时振荡不充分,看到溶液局部变色就停止滴定,则会使消耗标准液体积偏小。
(1)A. 将晶体转移至布氏漏斗时,若器壁上粘有少量晶体,应用滤液淋洗,用水洗涤,会导致晶体由于溶解而减少,A错误;
B. 抽滤时,为防止滤纸穿孔,可适当关小水龙头或多加一层滤纸,B正确;
C. 洗涤时,用一定浓度的乙醇溶液洗涤晶体,目的是洗除晶体表面的杂质,得到干燥晶体,C正确;
D. Na2S9H2O受热易失去结晶水,不能高温干燥,D错误;
E. 硫化钠的溶解度随温度的降低而减小,在提纯过程中“趁热过滤”可防止由于硫化钠结晶析岀而损失、去除杂质,E正确;
故合理选项是AD;
(2)根据仪器结构可知:盛放Na2SO3固体的玻璃仪器为蒸馏烧瓶;三颈烧瓶中SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠,同时有二氧化碳生成,反应方程式为:4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2;
(3)①根据滴定原理,Na2S2O3用碘标准溶液滴定,Na2S2O3反应完成,碘单质若过量,会使淀粉溶液显蓝色,故滴定终点现象为:溶液变为蓝色,且30s内不恢复原色;
②起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为V(I2)=18.10 mL-0.00 mL=18.10 mL;根据方程式2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6可知反应物与生成物的物质的量关系为2Na2S2O35H2O~I2,n(Na2S2O35H2O)=2n(I2)=2×0.1000 mol/L× 0.01810 L=3.62×10-3 mol,所以该产品的纯度为:
×100%=
%;
③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则滴加的标准液体积偏小,消耗标准溶液中溶质的物质的量偏少,使得样品中Na2S2O35H2O的含量偏少,导致样品的纯度的测量结果偏低。