Question

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）具有较强的还原性，还能与中强酸反应，在精细化工领域应用广泛．将SO₂通入按一定比例配制成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，可制得Na₂S₂O₃?5H₂O（大苏打）．

（1）实验室用Na₂SO₃和硫酸制备SO₂，可选用的气体发生装置是

 

（选填编号）；检查该装置气密性的操作是：关闭止水夹，再

 

．
（2）在Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中不断通入SO₂气体的过程中，发现：
①浅黄色沉淀先逐渐增多，反应的化学方程式为

 

（生成的盐为正盐）；
②浅黄色沉淀保持一段时间不变，有无色无嗅的气体产生，则反应的化学方程式为

 

（生成的盐为正盐）；
③浅黄色沉淀逐渐减少（这时有Na₂S₂O₃生成）；
④继续通入SO₂，浅黄色沉淀又会逐渐增多，反应的化学方程式为

 

（生成的盐为酸式盐）．
（3）制备Na₂S₂O₃时，为了使反应物利用率最大化，Na₂S和Na₂CO₃的物质的量之比应为

 

；通过反应顺序，可比较出：温度相同时，同物质的量浓度的Na₂S溶液和Na₂CO₃溶液pH更大的是

 

．
（4）硫代硫酸钠的纯度可用滴定法进行测定，原理是：2S₂O₃^2-+I₃^-→S₄O₆^2-+3I^-．
①为保证不变质，配制硫代硫酸钠溶液须用新煮沸并冷却的蒸馏水，其理由是

 

．
②取2.500g含杂质的Na₂S₂O₃?5H₂O晶体配成50mL溶液，每次取10.00mL用0.0500mol/L KI₃溶液滴定（以淀粉为指示剂），实验数据如下（第3次初读数为0.00，终点读数如图e；杂质不参加反应）：

编号	1	2	3
消耗KI3溶液的体积/mL	19.98	20.02

到达滴定终点的现象是

 

；Na₂S₂O₃?5H₂O（式量248）的质量分数是（保留4位小数）

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验题

分析：（1）因为Na₂SO₃易溶于水，a、b、c装置均不能选用，实验室用Na₂SO₃和硫酸制备SO₂，可选用的气体发生装置是d；关闭止水夹，若气密性很好，则分液漏斗中水不能滴入烧瓶中；
（2）①其反应原理为SO₂+Na₂S+H₂O=H₂S+Na₂SO₃，2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，即：3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃；
②无色无味的气体为CO₂气体，其化学方程式为SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂；
③黄色沉淀减少的原理为Na₂SO₃+S=Na₂S₂O₃；
④根据题意Na₂S₂O₃能与中强酸反应，所以浅黄色沉淀又增多的原理为Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=S↓+2NaHSO₃；
（3）3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃①
SO2+Na2CO₃=Na₂SO₃+CO₂②
Na₂SO₃+S=Na₂S2O₃③
①+②+③×3得
4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂；
所以Na₂S和Na₂CO₃的物质的量之比为2：1．
因为SO₂先和Na₂S反应，所以温度相同时，同物质的量浓度的Na₂S溶液和Na₂CO₃溶液，Na₂S溶液的pH更大；
（4）①用新煮沸并冷却的蒸馏水是为了赶出水中的氧气避免硫代硫酸钠被氧化；
②达到滴定终点时颜色突变且30s不变色；先根据滴定消耗的标准液的体积计算出平均体积，再由2S₂O₃^2-+I₃^-→S₄O₆^2-+3I^-，的定量关系计算．

解答： 解：（1）因为Na₂SO₃易溶于水，a、b、c装置均不能选用，实验室用Na₂SO₃和硫酸制备SO₂，可选用的气体发生装置是d；检查该装置气密性的操作是：关闭止水夹，若气密性很好，则分液漏斗中水不能滴入烧瓶中；
故答案为：d；打开分液漏斗活塞加水，如水无法滴入说明气密性良好；
（2）①浅黄色沉淀先逐渐增多，其反应原理为SO₂+Na₂S+H₂O=H₂S+Na₂SO₃，2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，即反应的化学方程式为：3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃；
故答案为：3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃；
②浅黄色沉淀保持一段时间不变，有无色无嗅的气体产生，则反应的化学方程式为，无色无味的气体为CO₂气体，其化学方程式为SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂；
故答案为：SO₂+Na₂CO₃=Na₂SO₃+CO₂；
③浅黄色沉淀逐渐减少，这时有Na₂S₂O₃生成黄色沉淀，减少的原理为：Na₂SO₃+S=Na₂S₂O₃，故答案为：Na₂SO₃+S=Na₂S₂O₃；
④根据题意Na₂S₂O₃能与中强酸反应，继续通入SO₂，浅黄色沉淀又会逐渐增多，所以浅黄色沉淀又增多的原理为：Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=S↓+2NaHSO₃；
故答案为：Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=S↓+2NaHSO₃；
（3）3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃①
SO2+Na2CO₃=Na₂SO₃+CO₂②
Na₂SO₃+S=Na₂S2O₃③
①+②+③×3得
4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=3Na₂S₂O₃+CO₂；
所以Na₂S和Na₂CO₃的物质的量之比为2：1．
因为SO₂先和Na₂S反应，所以温度相同时，同物质的量浓度的Na₂S溶液和Na₂CO₃溶液，Na₂S溶液的pH更大；
故答案为：2：1；前者；
（4）①为保证不变质，配制硫代硫酸钠溶液须用新煮沸并冷却的蒸馏水，其理由是：防止Na₂S₂O₃被空气中O₂氧化；
故答案为：防止Na₂S₂O₃被空气中O₂氧化；
②达到滴定终点时，当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不再变化，
2次消耗的I₂溶液的体积平均值为20.00mL，
         2S₂O₃^2-+I₃^-→S₄O₆^2-+3I^-
         2      1
        n   0.0500mol/L×0.020L
n=0.002mol
250ml溶液中含有Cr₂O₇^2-物质的量为0.002mol×

50

10

=0.01mol；
Na₂S₂O₃?5H₂O（式量248）的质量分数是=

0.01mol×248g/mol

2.500g

×100%=99.20%
故答案为：当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不再变化；99.20%．

点评：本题考查了物质制备实验方法，实验流程的分析判断，主要是物质性质，化学方程式书写，定量计算的应用，掌握基础是关键，题目难度中等．