Question

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得．
已知：Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在．
（1）某研究小组设计了制备Na₂S₂0₃_5H₂0装置和部分操作步骤如图．
I．打开K₁关闭K₂，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸，加热．
II．C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的域逐渐减少，当C中溶液的pH 接近7时，打开K₂，关闭K₁即停止C中的反应，停止加热．
III．过滤C中的混合液．
IV．将滤液经过

 

、

 

、过滤、洗潘、烘干，得到产品Na₂S₂0₃.5H₂0．
①II中，“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是

 

（用离子方程式表示）．
②IV中，操作步骤是

 

、

 

．
③装置B中盛放的试剂是（填化学式）

 

溶液．
④有一小组在实验中发现，二氧化硫气体产生缓慢以致后续现象不明显，但又不存在气密性问题，请你推测可能的原因

 

（2）常用Na₂S₂O₃溶液测定废水中Ba²+浓度，步骤如下：取废水25.00mL，控制适当的酸度加入足量 K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解，此时CrO

2- 4

全部转化为Cr₂O

2- 7

；再加过KI溶液，充分反应后得混合溶液V mL，将其平均分成4等份，加入淀粉溶液作指示剂，用0.0010mol?L^-1 的Na₂S₂Cb溶液进行滴定，反应完全时，相关数据记录如下表所示：

编号	1	2	3	4
消耗Na2S2O3标准溶液的体积/mL	18.02	17.98	18.00	20.03

部分反应离子方程式为：
①Cr₂O

2- 7

+6I^-+14H⁺=2Cr^3-+3I₂+7H₂O；
②I₂+2S₂O

2- 3

=2I^-+S₄O

2- 6

．
则判断达到滴定终点的现象是

 

废水中Ba²⁺的物质的量浓度

 

．

Answer 1

分析：（1）①根据题目Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在的信息判断；
②从滤液中获取Na₂S₂O₃?5H₂O需蒸发浓缩冷却结晶等操作；
③二氧化硫不能排放到空气中，应有尾气处理装置；
④二氧化硫气体产生缓慢以致后续现象不明显，但又不存在气密性问题，从浓硫酸浓度小，铜被氧化，固体含有不与浓硫酸反应的杂质分析判断；
（2）达到滴定终点的现象是溶液变蓝，且半分钟不改变；根据反应的关系式计算．

解答：（1）①生成的SO₂和碳酸钠反应生成亚硫酸钠和CO₂，由于Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在，反应的离子方程式为：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；
故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；
②Na₂S₂O₃?5H₂O受热易分解，所需冷却结晶，所以从滤液中获取Na₂S₂O₃?5H₂O需蒸发浓缩冷却结晶等操作，
故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶；
③大气污染物，需要尾气处理，则装置B中盛放的试剂是氢氧化钠溶液，用来吸收SO₂，防止污染环境；
故答案为：NaOH溶液；
④二氧化硫气体产生缓慢以致后续现象不明显，但又不存在气密性问题，从浓硫酸浓度小，铜被氧化，固体含有不与浓硫酸反应的杂质分析判断；
故答案为：浓硫酸浓度不够或铜被氧化或固体中含不与浓硫酸不反应的杂质等；
（2）根据表中数据可知，第4次实验中消耗I₂标准溶液的体积偏小，舍去，则实际消耗I₂标准溶液的体积的平均值是

18.02+17.98+18.00

3

=18.00ml；溶液中发生的反应为：2Ba²⁺+Cr₂O₇^2-=2BaCrO₄+2H^+； Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；根据方程式列出各物质的关系为：
Ba²⁺～BaCrO₄～

1

2

Cr₂O₇^2-～

3

2

I₂～3S₂O₃^2-
1mol                          3mol
则n（Ba²⁺）=3n（S₂O₃^2-）=

1

3

×0.0100mol?L^-1×18.00×10^-3 L=6×10^-5mol，所以c（Ba²⁺）═

6×10-5mol

25×10-3L

=2.4×10^-3mol?L^-1，
故答案为：加入最后一滴Na₂S₂O₃标准溶液后，蓝色消失，且半分钟内颜色不改变，：2.4×10^-3 mol?L^-1；

点评：本题考查物质的含量的测定、铜与浓硫酸的反应，气体的制备等知识，属于中等难度试题的考查，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范严谨的实验设计能力，提高学生的学科素养．