Question

1．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大苏打”，又称为“海波”，可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等．它易溶于水，难溶于乙醇，加热、遇酸均易分解．工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备．某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图1：
实验具体操作步骤为：

①开启分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，适当调节分液的滴速，使反应产生的SO₂气体较均匀地
通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，同时开启电动搅拌器搅动，水浴加热，微沸．
②直至析出的浑浊不再消失，并控制溶液的pH接近7时，停止通入SO₂气体．
③趁热过滤，将滤液加热浓缩，冷却析出Na₂S₂O₃•5H₂O．
④再经过滤、洗涤、干燥，得到所需的产品．
（1）写出仪器A的名称蒸馏烧瓶  步骤④中洗涤时，为了减少产物的损失用的试剂可以是乙醇．
（2）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中不能让溶液pH＜7，请用离子方程式解释原因S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
（3）写出三颈烧瓶B中制取Na₂S₂O₃反应的总化学反应方程式4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃．
（4）最后得到的产品中可能含有Na₂SO₄杂质．请设计实验检测产品中是否存在Na₂SO₄，简要说明实验操作，现象和结论：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液滴加BaCl₂溶液，若出现沉淀则说明含有Na₂SO₄杂质． 
（5）测定产品纯度
准确称取1.00g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0mol•L^-1碘的标准溶液滴定．反应原理为2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-．滴定起始和终点的液面位置如图2：
则消耗碘的标准溶液体积为16.00mL．产品的纯度为79.36%．
（6）Na₂S₂O₃常用作脱氯剂，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，该反应的离子方程式为S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

Answer 1

分析 装置A为SO₂的制取：Na₂SO₃+H₂SO_4（浓）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，B装置为Na₂S₂O₃的生成装置：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，二氧化硫有毒不能直接排空，且二氧化硫属于酸性氧化物，能和碱反应生成盐和水，所以C为尾气吸收装置，吸收未反应的SO₂，应该盛放碱性物质，一般采用NaOH溶液．
（1）A名称是蒸馏烧瓶；产品易溶于水难溶于乙醇；
（2）硫代硫酸钠遇酸反应生成硫、二氧化硫和水；
（3）SO₂、Na₂S和Na₂CO₃反应生成Na₂S₂O₃，结合质量守恒确定产物并配平；
（4）加入盐酸，Na₂S₂O₃反应生成S沉淀，静置后取上层清液，滴加BaCl₂溶液，检验溶液中是否含有硫酸根离子；
（5）淀粉遇碘变蓝色，其它物质遇碘不变蓝色；消耗碘的标准溶液体积=（18.50-2.50）mL=16.00mL，根据反应2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，n（S₂O₃^2-）=2n（I₂），然后碘单质的物质的量计算出Na₂S₂O₃•5H₂O质量及产品的纯度；
（6）Na₂S₂O₃还原性较强，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，反应生成硫酸钠、氯化钠，配平离子方程式．

解答 解：（1）根据仪器A的结构特点知A的名称为蒸馏烧瓶；根据题给信息易溶于水，难溶于乙醇，步骤 ④中洗涤时，为了减少产物的损失用的试剂可以是乙醇；
故答案为：蒸馏烧瓶；乙醇；
（2）Na₂S₂O₃在酸性条件下会生成S和二氧化硫，所以产率会下降，其反应的离子方程式为：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（3）三颈烧瓶B中制取Na₂S₂O₃反应的总化学反应方程式为：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
故答案为：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
（4）检测产品中是否存在Na₂SO₄的实验方案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液滴加BaCl₂溶液，若出现沉淀则说明含有Na₂SO₄杂质；
故答案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液滴加BaCl₂溶液，若出现沉淀则说明含有Na₂SO₄杂质；
（5）根据滴定起始和终点的液面位置判断消耗碘的标准溶液体积为18.50mL-2.50mL=16.00mL，n（I₂）=0.100 0mol•L^-1×0.0016L=1.6×10^-4mol，根据2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知知n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=3.2×10^-4mol，m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=0.7936g，产品的纯度为$\frac{0.7936g}{1.00g}$×100%=79.36%；
故答案为：16.00；79.36%；
（6）Na₂S₂O₃常用作脱氯剂，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，该反应的离子方程式为：S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺；
故答案为：S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生实验操作、实验分析、评价及计算能力，明确实验原理、实验方法、元素化合物性质是解本题关键，注意（5）题碘溶液体积书写方式（保留小数点后2位），题目难度不大．