Question

8．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）俗称保险粉，可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等．实验室可通过如下反应制取：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂．

（1）用图1所示装置制取Na₂S₂O₃，其中NaOH溶液的作用是吸收二氧化硫等尾气，防止污染空气．如将分液漏斗中的H₂SO₄改成浓盐酸，则三颈烧瓶内除Na₂S₂O₃生成外，还有NaCl（填化学式）杂质生成．
（2）为测定所得保险粉样品中Na₂S₂O₃•5H₂O的质量分数，可用标准碘溶液进行滴定，反应方程式为2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．
①利用KIO₃、KI和HCl可配制标准碘溶液．写出配制时所发生反应的离子方程式：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O
②准确称取一定质量的Na₂S₂O₃•5H₂O样品于锥形瓶中，加水溶解，并滴加淀粉溶液作指示剂，用所配制的标准碘溶液滴定．滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外，还有酸式滴定管．
③若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na₂S₂O₃•5H₂O的质量分数的测量结果偏低（填“偏高”“偏低”或“不变”）．
（3）本实验对Na₂S的纯度要求较高，利用图2所示的装置可将工业级的Na₂S提纯．已知Na₂S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精．提纯步骤依次为：
①将已称量好的工业Na₂S放入圆底烧瓶中，并加入一定质量的酒精和少量水；
②按图2所示装配所需仪器，向冷凝管中通入冷却水，水浴加热；
③待烧瓶中固体不再减少时，停止加热，将烧瓶取下；
④趁热过滤；
⑤将所得滤液冷却结晶，过滤得到硫化钠结晶水合物；
⑥将所得固体洗涤、干燥，得到Na₂S•9H₂O晶体．

Answer 1

分析 （1）制备过程中需要制备二氧化硫进行反应生成硫代硫酸钠，二氧化硫是污染性气体不能排放空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收；若换成盐酸除了反应生成硫代硫酸钠外还有氯化钠；
（2）①KIO₃、KI和HCl可配制标准碘溶液，利用KIO₃、KI在酸溶液中发生的氧化还原反应生成单质碘；
②用配制的碘溶液滴定硫代硫酸钠，利用碘单质遇碘单质变蓝指示反应终点；碘溶液具有氧化性，应选用酸式滴定管；
③局部变色就停止滴定，消耗标准溶液少，测定结果偏低；
（3）③依据Na₂S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精，根据提纯硫化钠晶体的实验步骤和方法分析判断的；
④温度增大硫化钠在酒精中溶解度增大，热溶液过滤得到滤液；
⑤热的滤液冷却结晶过滤得到晶体．

解答 解：（1）装置中氢氧化钠是吸收尾气的主要作用，因为原料气二氧化硫是污染性气体不能排放到空气中，以防止污染空气；换做 盐酸进行反应产物中 除了硫代硫酸盐外还有氯化钠，
故答案为：吸收二氧化硫等尾气，防止污染空气；NaCl；
（2））①KIO₃、KI和HCl可配制标准碘溶液，利用KIO₃、KI在酸溶液中发生的氧化还原反应生成单质碘，反应的离子方程式为：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
故答案为：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
②用配制的碘溶液滴定硫代硫酸钠，利用碘单质遇碘单质变蓝指示反应终点；碘溶液具有氧化性，应选用酸式滴定管，
故答案为：淀粉溶液；酸式滴定管；
③滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，消耗标准溶液体积减小，则会使样品中Na₂S₂O₃•5H₂O的质量分数的测量偏低；
故答案为：偏低；
（3）由提纯硫化钠的实验步骤和操作过程可知．
③依据Na₂S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精，根据提纯硫化钠晶体的实验步骤和方法可知，但烧瓶中固体不再减少，说明硫化钠全部溶解于酒精中，不溶的杂质沉淀过滤除去，
故答案为：烧瓶中固体不再减少；
④温度增大硫化钠在酒精中溶解度增大，热溶液过滤得到滤液中主要是硫化钠的酒精溶液，
故答案为：趁热过滤；
⑤热的滤液通过冷却、结晶、过滤得到晶体，
故答案为：将所得滤液冷却结晶，过滤得到硫化钠结晶水合物．

点评 本题考查了物质制备实验方案的设计和制备过程分析应用，主要是实验基本操作的应用，掌握基础，注意积累是解题关键，题目难度中等．