Question

10．实验室用如图1的装置模拟工业过程制取硫代硫酸钠（夹持仪器和加热仪器均省略）．其反应原理为2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S₂O₃+CO₂．

（1）A中盛放70%H₂SO₄的仪器的名称为分液漏斗．
（2）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置中的长颈漏斗内注入一定量的液体，其目的是检查装置气密性．
（3）打开分液漏斗活塞，注入浓硫酸，片刻后加热装置C，反应后可得Na₂S₂O₃溶液．该溶液中主要含有Na₂CO₃、Na₂SO₃两种杂质，其有关物质的溶解度曲线如图2所示．
①C装置中生成Na₂SO₃的化学方程式为Na₂CO₃+SO₂=Na₂SO₃+CO₂．
②根据溶解度曲线，请补充从C装置的混合溶液中制得Na₂S₂O₃的操作步骤：蒸发浓缩；降温结晶；过滤、洗涤、干燥．
（4）为测定产品的纯度，称取2.0g该产品于锥形瓶中加水溶解；另取一定体积0.1mol/L 酸性K₂Cr₂O₇溶液，
向其中加入过量的KI晶体（已知：Cr₂O₇^2-被还原成Cr³⁺，方程式为Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O），
并滴加几滴淀粉溶液，溶液呈蓝色（溶液体积变化忽略不计）；用该蓝色溶液滴定上述所配Na₂S₂O₃溶液
（发生反应为I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-），消耗蓝色溶液20.00mL．计算该产品的纯度（写出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）根据装置图可知仪器名称；
（2）由于本装置中有气体参加，所以实验前要检验装置的气密性；
（3）①二氧化硫与碳酸钠反应可生成亚硫酸钠；
②Na₂S₂O₃中主要含有Na₂CO₃、Na₂SO₃两种杂质，根据溶解度曲线，Na₂CO₃、Na₂SO₃溶解度受温度影响较小，而Na₂S₂O₃受温度影响较大，据此答题；
（4）K₂Cr₂O₇的物质的量为0.1mol/L×0.02L=0.002mol，根据反应Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O可知，I₂的物质的量为0.006mol，根据反应I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，可知Na₂S₂O₃的物质的量为0.012mol，据此计算该产品的纯度；

解答 解：（1）根据装置图可知A中盛放70%H₂SO₄的仪器的名称为分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
（2）由于本装置中有气体参加，所以实验前要检验装置的气密性，所以向装置中的长颈漏斗内注入一定量的液体，其目的是检查装置气密性，
故答案为：检查装置气密性；
（3）①二氧化硫与碳酸钠反应可生成亚硫酸钠，反应的方程式为Na₂CO₃+SO₂=Na₂SO₃+CO₂，
故答案为：Na₂CO₃+SO₂=Na₂SO₃+CO₂；
②Na₂S₂O₃中主要含有Na₂CO₃、Na₂SO₃两种杂质，根据溶解度曲线，Na₂CO₃、Na₂SO₃溶解度受温度影响较小，而Na₂S₂O₃受温度影响较大，所以从混合溶液中制得Na₂S₂O₃的操作步骤为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥，
故答案为：蒸发浓缩、降温结晶；
（4）K₂Cr₂O₇的物质的量为0.1mol/L×0.02L=0.002mol，根据反应Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O可知，I₂的物质的量为0.006mol，根据反应I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，可知Na₂S₂O₃的物质的量为0.012mol，所以2.0g产品含有Na₂S₂O₃的质量为0.012mol×158g/mol=0.1896g，所以产品的纯度为$\frac{0.1896g}{2g}$×100%=94.8%，
答：该产品的纯度为94.8%．

点评 本题考查了实验基本操作、氧化还原反应的计算等，题目难度中等，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意守恒思想在氧化还原反应计算中应用．