Question

12．硫代硫酸钠是一种常见的化工原料，将SO₂通入按一定比例配成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，便可得到Na₂S₂O₃，其制备反应方程式为：2NaS+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂
（1）在配制混合溶液前先将蒸馏水加热煮沸一段时间后待用，其目的是赶走水中的溶解氧（或空气）．
（2）用该方法获得的Na₂S₂O₃．5H₂O晶体中常混有一定量的杂质，某兴趣小组欲对其中所含杂质成分进行探究．
【提出假设】
该晶体中含有的杂质可能是：Na₂CO₃、Na₂SO₃、S、Na₂S等中的一种或几种，若晶体中混有Na₂SO₃，则生成Na₂SO₃的化学方程式为SO₂+Na₂CO₃═Na₂SO₃+CO₂
【判断与思考】
某同学取少量制得的晶体溶于足量稀硫酸，并将产生的气体通入CuSO₄溶液中，未见黑色沉淀，据此认为晶体中一定不含Na₂S，你认为其结论是否合理？不合理 （填“合理”、“不合理”）并说明理由：Na₂S₂O₃与稀H₂SO₄反应生成的SO₂和硫化钠与硫酸反应的H₂S发生反应生成硫单质，可能无H₂S逸出
【设计方案进行实验】
若检验晶体中含Na₂CO₃，完成下表实验方案、现象及结论（仪器自选）．
限选实验试剂：3mol•L^-1H₂SO₄、1mol•L^-1NaOH酸性KMnO₄溶液、饱和NaHCO₃溶液、品红溶液、澄清石灰水

实验方案	现象及结论

（3）已知：2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．．为测定所制得晶体的纯度，该小组以淀粉作指示剂，用0.010mol•L^-1的碘水进行多次取样滴定，测得Na₂S₂O₃•5H₂O的含量约为102%．若所用试剂及操作均无不当，产生该结果最可能的原因是晶体中含有杂质（如Na₂S等）在滴定时参与反应或晶体部分失去结晶水．

Answer 1

分析 （1）将蒸馏水加热煮沸一段时间后可以赶走其中溶解的氧气，防止对实验产生干扰；
（2）根据可能发生的副反应即SO₂可以单独与Na₂S反应生成硫单质，SO₂可以单独与Na₂CO₃反应生成Na₂SO₃，据此判断可能杂质；
硫化氢和二氧化硫之间可以发生反应生成单质硫；碳酸钠可以和硫酸反应生成二氧化碳，硫化钠可以和硫酸反应生成硫化氢，硫化氢可以被高锰酸钾氧化，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，据此检验固体成分；
（3）根据影响碘单质含量的因素来分析误差．

解答 解：（1）将蒸馏水加热煮沸一段时间，可以赶走水中的溶解氧（或空气），防止物质被氧气氧化，故答案为：赶走水中的溶解氧（或空气）；
（2）因为SO₂可以单独与Na₂S反应生成硫单质，SO₂可以单独与Na₂CO₃反应生成Na₂SO₃，方程式为：SO₂+Na₂CO₃═Na₂SO₃+CO₂，再加上过量的Na₂S、Na₂CO₃，所以可能的杂质为：Na₂CO₃、Na₂SO₃、S、Na₂S；
如果是Na₂S₂O₃与稀H₂SO₄反应生成的SO₂和硫化钠与硫酸反应的H₂S发生反应生成硫单质，可能无H₂S逸出，所以推断不合理，碳酸钠可以和硫酸反应生成二氧化碳，硫化钠可以和硫酸反应生成硫化氢，硫化氢可以被高锰酸钾氧化，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，如果固体中加入硫酸，产生的气体不会使品红退色，能使澄清石灰水变浑浊在，证明固体只有碳酸钠，
故答案为：S、Na₂S；SO₂+Na₂CO₃═Na₂SO₃+CO₂；不合理； Na₂S₂O₃与稀H₂SO₄反应生成的SO₂和硫化钠与硫酸反应的H₂S发生反应生成硫单质，可能无H₂S逸出；

实验方案	现象及结论
取适量晶体于烧瓶中，加入足量3 mol?L-1H2SO4，塞上带导气管的橡皮塞，将产生的气体导出并依次通过盛有酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水的洗气瓶．	品红溶液不褪色、澄清石灰水变浑浊，晶体中含Na2CO3杂质

（3）测得Na₂S₂O₃•5H₂O的含量约为102%，即消耗的碘水质量偏高，可能是晶体中含有杂质（如Na₂S等）在滴定时参与反应或晶体部分失去结晶水，
故答案为：晶体中含有杂质（如Na₂S等）在滴定时参与反应或晶体部分失去结晶水．

点评 本题是一道探究物质的组成和含量知识的综合实验题，考查学生分析和解决问题的能力，难度大，综合性强．