Question

4．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）是环保部门监测有害气体常用的一种药品，硫代硫酸钠在生产过程中常混入少量的亚硫酸钠（Na₂SO₃）．某化学课外活动小组利用下列装置来测定硫代硫酸钠样品中亚硫酸钠的含量．（已知Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O）

（1）写出硫代硫酸钠与稀硫酸反应的化学方程式Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O．
（2）组装仪器前，甲同学用装置B、C检验产生的气体，则装置C中应盛有品红，观察到现象为品红溶液褪色．
（3）乙同学称取m₁g硫代硫酸钠样品进行实验．
①组装好上述仪器后，应首先进行的实验操作是检验装置的气密性；
②为了较准确地测得实验结果，装置A、C中应分别盛有氢氧化钠溶液和浓硫酸．
③装置B中滴入过量稀H₂SO₄且充分反应后，需关闭活塞b，打开活塞a，缓缓通入空气一段时间，其目的是将装置中的二氧化硫排除以被D完全吸收．
④若实验前后装置C的质量分别为m₂g、m₃g，装置D的质量分别为m₄g、m₅g，则求样品中Na₂SO₃的质量分数（设为a）的计算式为$\frac{{m}_{5}-{m}_{4}}{64}$=$\frac{{m}_{1}（1-a）}{158}$+$\frac{{m}_{1}a}{126}$．

Answer 1

分析 （1）硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成二氧化硫、硫、硫酸钠和水
（2）反应生成的二氧化硫具有漂白性，可以使品红溶液褪色检验二氧化硫的存在；
（3）①分析装置图是利用D吸收生成的二氧化硫计算，需要检查装置气密性；
②为了准确测定二氧化硫气体的质量，需要防止空气中的二氧化碳、水蒸气对测定结果的干扰，利用空气通入把生成的气体全部赶入装置D中吸收，需要先通过氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳，生成的气体中含有水蒸气需要通过装置C中的浓硫酸干燥；
③充分反应后，需关闭活塞b，打开活塞a，缓缓通入空气一段时间是为了把生成的气体全部赶入装置D中完全吸收；
④依据装置D吸收气体质量变化计算生成的二氧化硫质量，二氧化硫是亚硫酸钠和硫代硫酸钠于硫酸反应生成列式计算；

解答 解：（1）硫代硫酸钠在生产过程中常混入少量的亚硫酸钠（Na₂SO₃），Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O，
故答案为：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O；
（2）硫代硫酸钠在生产过程中常混入少量的亚硫酸钠（Na₂SO₃），Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O，Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，生成的二氧化硫具有漂白性，可以使品红溶液褪色，可以检验二氧化硫的存在，装置C中应盛有品红溶液；
故答案为：品红，品红溶液褪色；
（3）①分析装置图是利用D吸收生成的二氧化硫计算，需要检查装置气密性；
故答案为：检查装置气密性；
②为了准确测定二氧化硫气体的质量，需要防止空气中的二氧化碳、水蒸气对测定结果的干扰，利用空气通入把生成的气体全部赶入装置D中吸收，需要先通过氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳，生成的气体中含有水蒸气需要通过装置C中的浓硫酸干燥，装置A、C中应分别盛有；氢氧化钠溶液，浓硫酸溶液；
故答案为：氢氧化钠溶液，浓硫酸溶液；
③充分反应后，需关闭活塞b，打开活塞a，缓缓通入空气一段时间是为了把生成的气体全部赶入装置D中完全吸收，减少测定误差；
故答案为：将装置中的二氧化硫排除以被D完全吸收；
④依据装置D吸收气体质量变化计算生成的二氧化硫质量，二氧化硫是亚硫酸钠和硫代硫酸钠于硫酸反应生成列式计算，装置D的质量分别为m₄ g、m₅ g，吸收的二氧化硫质量为m₅ g、m₅₄g，；样品中Na₂SO₃的质量分数为a，则硫代硫酸钠的质量=m₁（1-a）g，亚硫酸钠的质量为m₁ag，依据硫元素守恒计算生成的二氧化硫物质的量：$\frac{{m}_{5}-{m}_{4}}{64}$=$\frac{{m}_{1}（1-a）}{158}$+$\frac{{m}_{1}a}{126}$，
故答案为：$\frac{{m}_{5}-{m}_{4}}{64}$=$\frac{{m}_{1}（1-a）}{158}$+$\frac{{m}_{1}a}{126}$；

点评 本题考查了物质组成的含量实验测定方法和过程分析，实验注意问题和减少误差的操作，元素守恒的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．