Question

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）俗称大苏打，照相业中用作定影剂．Na₂S₂O₃易溶于水，在酸性溶液中与酸反应有单质硫和SO₂生成．
（1）现有一瓶Na₂S₂O₃固体，可能含有Na₂SO₄固体，请设计实验验证，写出实验步骤、预期现象和结论．限选试剂：1mol?L^-1 H₂SO₄、1mol?L^-1 HNO₃、1mol?L^-1 HCl、1mol?L^-1 NaOH、0.1mol?L^-1 Ba（NO₃）₂、
0.1mol?L^-1 BaCl₂、0.01mol?L^-1 KMnO₄、蒸馏水．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量固体于试管A中，加蒸馏水溶解	/
步骤2：向试管A加入
步骤3：取步骤2的少量上层清液于试管B中

（2）已知重铬酸钠有较强的氧化性，一定条件下可将I^-氧化为I₂，自身还原为Cr³⁺，写出该反应的离子方程式：

 

．
依此原理实验室可通过以下方法测定重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）样品的纯度：
称取重铬酸钠样品2.5g配成250mL溶液，取出25.00mL于锥形瓶中，加入10mL 2mol?L^-1 H₂SO₄溶液和足量碘化钾，放于暗处5min，然后加入100mL水，再加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol?L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．
①判断达到滴定终点的现象是

 

．
②若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液40.00mL，则所得产品中的重铬酸纳的纯度为

 

（设Na₂Cr₂O₇?2H₂O的摩尔质量为298g?mol^-1，整个过程中其它杂质不参与反应）．

Answer 1

分析：（1）Na₂S₂O₃固体，可能混有Na₂SO₄固体的实验思路：应先除去Na₂S₂O₃，再检验SO₄^2-的存在．除去硫代硫酸钠应加入稀盐酸（不能选用硫酸，防止加入的硫酸根离子的干扰；不能选硝酸，避免硝酸的强氧化性把硫代硫酸钠氧化为硫酸钠干扰硫酸根离子的检验）；
（2）根据反应物和生成物写出离子反应方程式；①溶液中有碘，加入淀粉溶液呈蓝色；
②根据反应的关系式计算．

解答：解：（1）硫代硫酸钠在酸性条件下可自身发生氧化还原反应生成单质硫和二氧化硫气体，可根据溶液是否变浑浊验证硫代硫酸钠，反应后加入氯化钡，如有沉淀，可说明存在硫酸钠，可设计实验如下：取少量固体于试管中加水溶解后，加入过量的1 mol?L^-1HCl溶液，硫代硫酸钠反应生成二氧化硫气体和硫单质，取上层清液，滴加少量0.1 mol?L^-1BaCl₂溶液，生成难溶于水的白色沉淀硫酸钡，证明含硫酸根离子，即证明固体中含有硫酸钠，否则不含有硫酸钠，
故答案为：

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量固体于试管中，加蒸馏水溶解
步骤2：向试管中加入过量1 mol?L-1 HCl溶液，充分振荡，静置	有淡黄色沉淀生成
步骤3：取上层清液于另一试管中，滴加少量0.1 mol?L-1BaCl2溶液	有白色沉淀生成，证明固体中混有Na2SO4[或无白色沉淀生成，证明固体中无Na2SO4]

（2）重铬酸钠有较强的氧化性，一定条件下可将I^-氧化为I₂，自身还原为Cr³⁺，则该反应的离子方程式为：Cr₂O₇^2-+6 I^-+14 H⁺=3I₂+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=3I₂+2Cr³⁺+7H₂O；
①溶液中有碘，加入淀粉溶液呈蓝色，碘与亚硫酸钠发生氧化还原反应，当反应终点时，蓝色褪去，
故答案为：当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时，溶液蓝色褪去，半分钟内不变色；
②根据反应的关系式计算：
Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
1mol           6mol
n         0.1200mol?L^-1×0.04L
n=0.0008mol，
则2.5g重铬酸钠试样中含有的重铬酸钠的质量为10×0.0008mol×298g/moL=2.384g，
所得产品的中重铬酸钠的纯度=

2.384g

2.5g

×100%=95.36%，
故答案为：95.36%．

点评：本题考查物质成分的实验探究、物质的含量测定，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意Na₂S₂O₃固体，可能混有Na₂SO₄固体的实验实验方案设计不能选用硫酸，防止加入的硫酸根离子的干扰；不能选硝酸，避免硝酸的强氧化性，本题难度中等．