Question

10．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 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂S₂O₃，常温下溶液中析出晶体为Na₂S₂O₃•5H₂O．Na₂S₂O₃•5H₂O于40～45℃熔化，48℃分解；Na₂S₂O₃易溶于水，不溶于乙醇．在水中有关物质的溶解度曲线如图1所示．

Ⅰ．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，注入浓盐酸，在装置2中加入亚硫酸钠固体，并按图2安装好装置．
（1）仪器2的名称为蒸馏烧瓶，装置6中可放入CD．
A．BaCl₂溶液     B．浓H₂SO₄   C．酸性KMnO₄溶液    D．NaOH溶液
（2）打开分液漏斗活塞，注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，并用磁力搅拌器搅动并加热，反应原理为：
①Na₂CO₃+SO₂═Na₂SO₃+CO₂
②Na₂S+SO₂+H₂O═Na₂SO₃+H₂S
③2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O
④Na₂SO₃+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃
总反应为：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂
随着二氧化硫气体的通入，看到溶液中有大量浅黄色固体析出，继续通二氧化硫气体，反应约半小时．当溶液中pH接近或不小于7时，即可停止通气和加热．溶液PH要控制不小于7理由是S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O（用离子方程式表示）．
Ⅱ．分离Na₂S₂O₃•5H₂O并标定溶液的浓度：

（1）为减少产品的损失，操作①为趁热过滤，操作②是抽滤洗涤干燥，其中洗涤操作是用乙醇（填试剂）作洗涤剂．
（2）蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止，蒸发时为什么要控制温度不宜过高温度过高会导致析出的晶体分解
（3）称取一定质量的产品配置成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：用分析天平准确称取基准物质K₂Cr₂O₇（摩尔质量294g/mol）0.5880克．平均分成3份分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：6I^-+Cr₂O₇^2-+14H⁺═3I₂+2Cr³⁺+7H₂O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na₂S₂O₃溶液滴定，发生反应：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，滴定终点的现象为溶液由蓝色恰好变成无色，且半分钟不恢复．三次消耗Na₂S₂O₃溶液的平均体积为20.00mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为0.2000 mol/L．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根据仪器的构造来确定仪器2的名称；实验中有SO₂生成，而SO₂是大气污染物，不能随意排放，需要尾气处理，酸性高锰酸钾溶液或氢氧化钠溶液可以和二氧化硫之间反应；
（2）在酸性条件下，硫代硫酸钠易生成SO₂、S和水；
Ⅱ．（1）硫代硫酸钠的溶解度随温度的升高而降低，据此确定物质的分离方法；Na₂S₂O₃易溶于水，不溶于乙醇，所以洗涤时要注意硫代硫酸钠的损耗；
（2）根据Na₂S₂O₃•5H₂O于40～45℃熔化，48℃分解的性质来回答；
（3）碘遇淀粉显蓝色，根据发生的反应，得到关系式：K₂Cr₂O₇～3I₂～6 Na₂S₂O₃，据此计算即可．

解答 解：Ⅰ．（1）根据仪器的构造可知，仪器2的名称为蒸馏烧瓶；由于实验中有SO₂生成，而SO₂是大气污染物，不能随意排放，需要尾气处理．随意装置6的作用是吸收SO₂，防止污染空气．SO₂是酸性氧化物，且具有还原性，所以可用酸性高锰酸钾溶液或氢氧化钠溶液吸收，选CD，
故答案为：蒸馏烧瓶；CD；
（2）因为在酸性条件下，硫代硫酸钠易生成SO₂、S和水，反应的离子方程式是S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，所以溶液pH要控制不小于7．
故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
Ⅱ．（1）由于硫代硫酸钠的溶解度随温度的升高而降低，所以操作I应该是趁热过滤；Na₂S₂O₃易溶于水，不溶于乙醇，所以为防止洗涤损失硫代硫酸钠，应该用乙醇作洗涤剂．
故答案为：趁热过滤；乙醇；
（2）由于Na₂S₂O₃•5H₂O于40～45℃熔化，48℃分解，所以蒸发时要控制温度不宜过高的原因是温度过高会导致析出的晶体分解．
故答案为：温度过高会导致析出的晶体分解；
（3）由于碘遇淀粉显蓝色，所以滴定终点的现象为溶液由蓝色恰好变成无色，且半分钟不恢复；根据反应的方程式可知：
K₂Cr₂O₇～3I₂～6 Na₂S₂O₃
1mol          6mol
$\frac{1}{3}$×$\frac{0.5880}{294}$mol c×0.02000L
解得c=0.2000mol/L，
故答案为：溶液由蓝色恰好变成无色，且半分钟不恢复；0.2000．

点评 本题以实验探究的方式考查物质的分离和提纯方面的知识，属于综合知识的考查，注意知识的归纳和梳理是解题的关键，难度较大．