Question

16．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）俗名大苏打，可用做分析试剂．它易溶于水，难溶于酒精，受热、遇酸易分解．工业上可用硫化碱法制备，反应原理：
2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂，实验室模拟该工业过程的装置如图所示，回答下列问题：
（1）b中反应的离子方程式为SO₃^2-+2H⁺=H₂O+SO₂↑或HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O，c中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液．
（2）反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变为澄清，此浑浊物是S．
（3）控制b中的溶液的pH接近7，停止通入SO₂．若未控制好pH＜7，会影响产率，原因是（用离子方程式表示）S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑
（4）停止通入SO₂后，将c中的溶液抽入d中，d中的试剂为NaOH溶液．
（5）将d所得液溶转移到蒸发皿中，水浴加热浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤，洗涤晶体所用的试剂为（填化学式）C₂H₅OH．
（6）实验中要控制SO₂生成速率，可采取的措施有控制反应温度、调节酸的滴加速度或调节酸的浓度等；（写出一条）
（7）为检验制得的产品的纯度，该实验小组称取5.0克的产品配制成250mL硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：在锥形瓶中加入25mL0.01mol/LKIO₃溶液，并加入过量的KI酸化，发生下列反应：5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na₂S₂O₃溶液滴定，发生反应：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，当蓝色褪去且半分钟不变色时达到滴定终点．实验数据如下表：

实验序号	1	2	3
Na2S2O3溶液体积（mL）	19.98	20.02	21.18

则该产品的纯度是59.3%，（用百分数表示，保留1位小数）间接碘量法滴定过程中可能造成实验结果偏低的是AB
A．滴定管未用Na₂S₂O₃溶液润洗
B．滴定终点时仰视读数
C．锥形瓶用蒸馏水润洗
D．滴定管尖嘴处滴定前无气泡，滴定终点发现气泡．

Answer 1

分析 （1）装置b为二氧化硫的制取，制取二氧化硫的原料为：亚硫酸钠和70%的浓硫酸；c装置为Na₂S₂O₃的生成装置；d装置为尾气吸收装置，吸收二氧化硫和硫化氢等酸性气体；
（2）二氧化硫与硫化钠在溶液中反应得到S，硫与亚硫酸钠反应得到Na₂S₂O₃；
（3）由于硫代硫酸钠在酸性溶液中会发生氧化还原反应生成S、SO₂和水；
（4）由于硫代硫酸钠易溶于水，难溶于酒精，受热、遇酸易分解，所以d中的溶液应该显碱性；
（5）由于硫代硫酸钠易溶于水，难溶于酒精，所以洗涤晶体所用的试剂为酒精；
（6）影响化学反应速率的因素的因素有浓度、温度、滴加速度等．在实验中要控制SO₂生成速率，可以采取的措施有控制反应温度、调节酸的滴加速度或调节酸的浓度等．
（7）根据表中数据可知第三次实验的数据误差太大，舍去，因此消耗Na₂S₂O₃溶液体积的平均值=（19.98ml+20.02ml）÷2=20.00ml．根据反应式5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-建立关系式：KIO₃～6 Na₂S₂O₃，根据碘酸根离子的物质的量求出Na₂S₂O₃的物质的量浓度，求出250mL溶液中Na₂S₂O₃晶体的质量，与总质量5g相比得纯度；
A．滴定管末用Na₂S₂O₃溶液润洗，则Na₂S₂O₃溶液会被稀释；
B．滴定终点时仰视读数，使Na₂S₂O₃溶液体积偏大；
C．锥形瓶用蒸馏水润洗，对实验结果没影响；
D．滴定管尖嘴处滴定前无气泡，滴定终点发现气泡，使读出的Na₂S₂O₃的体积变小．

解答 解：（1）装置b是制取SO₂的装置．在b中反应的离子方程式为：SO₃^2-+2H⁺=H₂O+SO₂↑或HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O；根据反应原理可知在c中的试剂是硫化钠和碳酸钠的混合溶液；
故答案为：SO₃^2-+2H⁺=H₂O+SO₂↑或HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O，硫化钠和碳酸钠的混合溶液；
（2）二氧化硫与硫化钠在溶液中反应得到S，硫与亚硫酸钠反应得到Na₂S₂O₃，c中先有浑浊产生，后又变澄清，此浑浊物为S，
故答案为：S；
（3）由于硫代硫酸钠在酸性溶液中会发生氧化还原反应生成S、SO₂和水，离子方程式为：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑，所以若未控制好，pH＜7时会影响产率；
故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
（4）由于硫代硫酸钠易溶于水，难溶于酒精，受热、遇酸易分解，停止通入SO₂后，将c中的溶液抽入d中，d中的试剂应该显碱性，为氢氧化钠溶液；
故答案为：NaOH溶液；
（5）由于硫代硫酸钠易溶于水，难溶于酒精，所以洗涤晶体所用的试剂为酒精，化学式为C₂H₅OH；
故答案为：C₂H₅OH；
（6）在实验中要控制SO₂生成速率，可以采取的措施有控制反应温度、调节酸的滴加速度或调节酸的浓度等；
故答案为：控制反应温度、调节酸的滴加速度或调节酸的浓度等；
（7）根据表中数据可知第三次实验的数据误差太大，舍去，因此消耗Na₂S₂O₃溶液体积的平均值=（19.98ml+20.02ml）÷2=20.00ml．根据反应式5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-建立关系式：KIO₃～6Na₂S₂O₃，则20ml溶液中Na₂S₂O₃的物质的量是：0.025L×0.01mol/L×6=0.0015mol，则原溶液中Na₂S₂O₃的物质的量是0.0015mol×250/20=0.01875mol，质量是0.01875mol×158g/mol=2.9625g，因此该产品的纯度是$\frac{2.9625g}{5.0g}$×100%=59.3%；
A．滴定管未用Na₂S₂O₃溶液润洗，则溶液浓度降低，因此实际消耗Na₂S₂O₃溶液的体积增加，所以测定结果偏低，故A正确；
B．滴定终点时仰视读数，则读数偏大，因此消耗Na₂S₂O₃溶液的体积增加，所以测定结果偏低，故B正确；
C．锥形瓶用蒸馏水润洗不会影响实验结果，故C错误；
D．滴定管尖嘴处滴定前无气泡，滴定终点发现气泡，则消耗Na₂S₂O₃溶液的体积减小，所以测定结果偏高，故D错误；
故选：59.3%；AB；

点评 本题主要考查物质制备实验方案设计与探究，涉及物质的性质与现象、化学方程式的书写以及氧化还原滴定，注意反滴定误差分析的原理，难度较大．