Question

（14分）硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。

Ⅰ.【查阅资料】

（1）硫代硫酸钠(Na2S2O3)易溶于水，在中性或碱性环境中稳定，受热、遇酸易分解。

（2）Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。

（3）向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3（反应方程式为：2Na2S＋Na2CO3＋ 4SO2===3Na2S2O3＋CO2），所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。

Ⅱ.【制备产品】实验装置如图所示：

请回答下列问题:

（1）实验步骤：检查装置气密性后，向三颈瓶c中加入Na2CO3和Na2S的混合溶液，再将分液漏斗a中液体滴加到烧瓶b中加热发生反应产生SO2，请写出b中发生反应的化学方程式______________________。待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤c中的混合物，滤液经____________________(填写操作名称)、过滤、洗涤、干燥、得到产品。

（2） 装置A用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。

（3）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是____________________。

III.【测定产品纯度】

准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0 mol·L－1碘的标准溶液滴定。

反应原理为2S2O＋I2===S4O＋2I－（忽略Na2SO3与I2反应）

（4）滴定至终点时，溶液颜色的变化：_________________________________。

（5）滴定起始和终点的液面位置如图，则产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)______________。

IV.【探究与反思】

（6）为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀盐酸、蒸馏水中选择)

取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，_______________________________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。.

 

Answer 1

(14分)

（1）Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑＋2H2O

(或Na2SO3+H2SO4(浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O等合理答案)

蒸发浓缩、冷却结晶

（2） d

（3） 若SO2过量，溶液显酸性，产物会分解

（4） 由无色变蓝色

（5） ×100%

（6） 过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸

【解析】

试题分析：（1）制取二氧化硫的反应有多种，可以用Cu与浓硫酸反应加热制取，也可以用亚硫酸钠与浓硫酸不加热制取，所以化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑＋2H2O(或Na2SO3+H2SO4(浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O)；过滤c中的混合物，得Na2S2O3溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶后，再过滤、洗涤、干燥、得到产品；

（2）该反应产生的尾气主要是二氧化碳气体，可能含有少量的二氧化硫气体，用a装置导气管未与液面接触，吸收效果不好；b、c装置不与二氧化碳、二氧化硫反应；d装置中氢氧化钠与二氧化碳、二氧化硫反应且可以防止倒吸，所以用氢氧化钠溶液吸收，答案选d；

（3）根据所给资料可知，硫代硫酸钠在酸性条件下会发生水解，二氧化硫过量会使溶液呈酸性，导致产品产量减少，所以二氧化硫不能过量；

（4）滴定所用指示剂是淀粉溶液，当达到滴定终点时，碘稍过量，碘遇淀粉变蓝色；所以溶液会由无色变为蓝色；

（5）由滴定管的读数可知，开始的刻度是0.00mL，后来的读数是18.10mL，所用溶液的体积是18.10mL，则碘的物质的量是0.0181L×0.1000mol/L，根据碘与硫代硫酸钠反应的方程式可知硫代硫酸钠的物质的量是0.0181L×0.1000mol/L×2，所以产品的纯度为

0.0181L×0.1000mol/L×2×M/W×100%=×100%；

（6）证明硫酸钠、亚硫酸钠的存在，加入氯化钡溶液后，把所得沉淀，过滤、洗涤后，再加入足量稀盐酸，若沉淀部分溶解，并有刺激性气味的气体生成，说明产品中含有硫酸钠和亚硫酸钠。

考点：考查物质的制备，实验方案的设计，纯度的计算，尾气的处理