Question

11．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）俗称海波，可用于纸浆漂白作脱氯剂等．实验室通过如下反应制取：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂．
（1）用图示装置制取Na₂S₂O₃，其中NaOH溶液的作用是吸收未反应的SO₂，防止污染环境．
（2）检验亚硫酸钠是否氧化变质的方法是取少量样品溶于水，先加入过量稀盐酸，再滴加BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，说明样品已经变质，反之则未变质．
（3）为测定某亚硫酸钠样品纯度，准确称取0.2500g Na₂SO₃样品于锥形瓶中，并加入40.00mL 0.05000mol•L^-1标准碘溶液，过量的碘用0.02000mol•L^-1Na₂S₂O₃标准溶液进行滴定，消耗Na₂S₂O₃标准溶液20.00mL（杂质与碘不反应）．反应方程式为：
Na₂SO₃+I₂+H₂O=2HI+Na₂SO₄
2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆
①滴定过程中应选择淀粉溶液作指示剂．
②计算样品中Na₂SO₃的质量分数（要有计算过程）

Answer 1

分析 蒸馏烧瓶中亚硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫气体，通入三颈瓶中发生反应2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂．制取Na₂S₂O₃，NaOH溶液的作用是吸收未反应的SO₂，防止污染环境，
（1）反应过程中剩余有的二氧化硫是有毒的污染性气体，不能排放到空气中，用氢氧化钠溶液吸收；
（2）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；
（3）①碘单质遇到淀粉变蓝色，可以指示反应的终点；
②由方程式可知：I₂～2Na₂S₂O₃与Na₂SO₃反应后剩余碘的物质的量：
n（I₂）=0.5n（Na₂S₂O₃）=0.5×0.02 mol/L×20.00mL=2×10^-4 mol，
则与Na₂SO₃反应的碘的物质的量：
n（I₂）=0.05 mol/L×40.00mL-2×10^-4 mol=1.8×10^-3 mol，
由方程式可知：Na₂SO₃～I₂计算亚硫酸钠物质的量得到样品中Na₂SO₃的质量分数．

解答 解：（1）用图示装置制取Na₂S₂O₃，反应过程中剩余有的二氧化硫是有毒的污染性气体，不能排放到空气中，其中NaOH溶液的作用是：吸收未反应的SO₂，防止污染环境，
故答案为：吸收未反应的SO₂，防止污染环境；
（2）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，若出现沉淀则说明样品已经变质，反之则未变质，
故答案为：取少量样品溶于水，先加入过量稀盐酸，再滴加BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，说明样品已经变质，反之则未变质；
（3）①准确称取0.2500g Na₂SO₃样品于锥形瓶中，并加入40.00mL 0.05000mol•L^-1标准碘溶液，过量的碘用0.02000mol•L^-1Na₂S₂O₃标准溶液进行滴定，依据碘单质遇到淀粉变蓝色可知应选择淀粉溶液作指示剂，滴定到终点溶液蓝色褪去，
故答案为：淀粉溶液；
②由方程式可知：I₂～2Na₂S₂O₃与Na₂SO₃反应后剩余碘的物质的量：
n（I₂）=0.5n（Na₂S₂O₃）=0.5×0.02 mol/L×20.00mL=2×10^-4 mol，
则与Na₂SO₃反应的碘的物质的量：
n（I₂）=0.05 mol/L×40.00mL-2×10^-4 mol=1.8×10^-3 mol，
由方程式可知：Na₂SO₃～I₂
n（Na₂SO₃）=n（I₂）=1.8×10^-3 mol，
w（Na₂SO₃）=1.8×10^-3 mol×126 g•mol^-1/0.25 g=90.72%，
答：样品中Na₂SO₃的质量分数90.72%．

点评 本题考查实验方案方案，涉及对操作的分析评价、离子检验、化学计算等，侧重实验分析能力及知识综合应用能力的考查，题目难度中等．