Question

4．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大苏打”，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．某实验室可通过如下反应：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃═CO₂+3Na₂S₂O₃，其反应装置及所需试剂如图：
实验具体操作步骤为：
①开启分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，适当调节分液漏斗的滴速，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）NaOH溶液的作用是吸收SO₂尾气，防止污染空气．
（3）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．
（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：取样，先加足量的盐酸酸化，过滤，取澄清液体加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，说明含有硫酸钠杂质，反之，不含．
（5）测定产品纯度准确称取1.00 g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.1000 mol•L^-1碘的标准溶液滴定．反应原理为2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-．三次平行实验消耗碘的标准溶液平均体积为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S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+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）仪器A的名称蒸馏烧瓶，Na₂S₂O₃•5H₂O易溶于水，难溶于乙醇，步骤④中洗涤时要减少该物质的溶解；
（2）NaOH溶液具有碱性，能吸收酸性气体；
（3）Na₂S₂O₃在酸性条件下反应生成S、SO₂和水；
（4）SO₄^2-用盐酸酸化的BaCl₂溶液检验；
（5）2 S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-中硫代硫酸根离子和碘的关系式计算n（ S₂O₃^2-），再根据m=nM计算其质量，硫代硫酸钠纯度=$\frac{硫代硫酸钠质量}{样品质量}×100%$；
（6）Na₂S₂O₃在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，氯气被还原生成氯离子，根据反应物和生成物书写离子方程式．

解答 解：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）仪器A的名称蒸馏烧瓶，Na₂S₂O₃•5H₂O易溶于水，难溶于乙醇，步骤④中洗涤时要减少该物质的溶解，所以洗涤时用乙醇洗涤，故答案为：蒸馏烧瓶；乙醇；
（2）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，故答案为：吸收SO₂尾气，防止污染空气；
（3）Na₂S₂O₃在酸性条件下反应生成S、SO₂和水，离子方程式为S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O，故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；
（4）SO₄^2-用盐酸酸化的BaCl₂溶液检验，其检验方法为：取样，先加足量的盐酸酸化，过滤，取澄清液体加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，说明含有硫酸钠杂质，反之，不含，
故答案为：取样，先加足量的盐酸酸化，过滤，取澄清液体加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，说明含有硫酸钠杂质，反之，不含；
（5）2 S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-中硫代硫酸根离子和碘的关系式得n（ S₂O₃^2-）=0.1000mol/L×0.016L×2=0.0032mol，根据S原子守恒得n（ S₂O₃^2-）=n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=0.0032mol，m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=nM=0.0032mol×248g/mol=0.7936g，硫代硫酸钠纯度=$\frac{硫代硫酸钠质量}{样品质量}×100%$=$\frac{0.7936g}{1.00g}$×100%=79.36%，
故答案为：79.36；
（6）Na₂S₂O₃在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，氯气被还原生成氯离子，根据反应物和生成物书写离子方程式为S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，故答案为：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，涉及氧化还原反应、化学方程式的有关计算、离子检验、物质分离和提纯等知识点，综合性较强，明确基本原理、基本计算、基本性质是解本题关键，知道图中各个装置的作用及可能发生的反应，注意正确获取题给信息并灵活解答问题，题目难度中等．