Question

硫代硫酸钠俗称大苏打、海波，是重要的工业原料．文献记录，硫代硫酸铺（Na₂S₂O₃）溶液呈弱碱性，酸性环境中不稳定，发生S₂O₃^2-+2H⁺=SO₂↑+S↓+H₂O
【实验】：（1）某化学兴趣小组利用Na₂S₂O₃探究外界因素对化学反应速率的影响．实验方案如下，设置了A、B、C三组实验．

		体积
	反应温度/℃	0.1mol?L-1Na2S2O3	0.1mol?L-1H2SO4	H2O
A	10	10	10	0
B	10	9	10	V1
C	50	8	10	V2

①其中最先变浑浊的是

 

．（填序号）
②若A与B探究浓度对反应速率的影响，则上述表中V₁=

 

mL，理由是

 

．
（2）下列是某研究性小组对Na₂S₂O₃的化学性质进一步探究．向Na₂S₂O₃溶液中滴加少量新制氯水，氯水颜色很快褪去．
查阅文献知：
Ⅰ．Na₂S₂O₃有还原性，可以被Cl₂等强氧化剂氧化；
Ⅱ．少量Ag⁺可以与S₂O^2-₃成白色沉淀，但充分振荡后会溶解；
Ⅲ．硫代硫酸钡易溶于水．
①甲同学向反应后的溶液中滴加少量硝酸银溶液，充分振荡后观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将Na₂S₂O₃氧化．
你认为该方案是否合理，并说明理由

 

．
②请写出发生氧化还原反应使氯水褪色的离子反应方程式

 

．
③若你认为不合理，请你重新设计一个合理的实验方案，证明Na₂S₂O₃和Cl₂发生了氧化还原反应．（若认为合理，本题可以不做）

实验步骤	预期现象及结论

【问题与讨论】
（3）乙同学提出，若氯水可以氧化S₂O^2-₃，那么硝酸也可以氧化S₂O^2-₃．并推测若加入硝酸后溶液中不会出现沉淀，并在试管口可以看到红棕色气体生成．该同学向3%的硫代硫酸钠溶液中逐滴加入5%稀硝酸，发现立即有浑浊，并没有出现红棕色气体，直至加入较多的稀硝酸后才发现有红棕色气体生成．请你解释产生上述现象的原因

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,化学反应速率的影响因素

专题：

分析：（1）①表中给出的数据为浓度和温度的影响，一般来说，浓度越大，温度越高，反应速率越大，以此解答该题；
②根据控制变量法在研究反应速率的影响因素中的作用来回答；
（2）①根据氯气能和碱性物质反应的性质来回答；
②向Na₂S₂O₃溶液中滴加少量新制氯水，氯气能将硫代硫酸根离子氧化，据此回答；
③根据硫酸根的检验的特征离子反应：可以和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀来回答；
（3）在酸性条件下，硝酸就表现氧化性，将硫代硫酸钠氧化为硫酸根离子，自身被还原为NO，接着被氧化为红棕色的二氧化氮，据此回答．

解答： 解：（1）①对于该反应来说浓度越大，温度越高，反应速率越大，表中C温度较高，则应大于A、B的反应速率即C反应速率较大，最先变浑浊，故选C；
②根据控制变量法在研究反应速率的影响因素中的作用，知道：若A与B探究浓度对反应速率的影响，则上述表中V₁=1mL，保证混合液的体积一样的，理由是：混合液的体积一样，仅改变硫代硫酸钠的浓度，保持其他物质的浓度不变，
故答案为：1；混合液的体积一样，仅改变硫代硫酸钠的浓度，保持其他物质的浓度不变；
（2）①Na₂S₂O₃溶液显示碱性，加入少量的氯水可能会发生反应：Cl₂+2OH^-=H₂O+Cl^-+ClO^-，同样产生Cl^-，滴加少量硝酸银溶液，充分振荡后观察到有白色沉淀产生，
故答案为：不合理，Na₂S₂O₃溶液显示碱性，加入少量的氯水可能会发生反应：Cl₂+2OH^-=H₂O+Cl^-+ClO^-同样产生Cl^-；
②向Na₂S₂O₃溶液中滴加少量新制氯水，发生的反应为：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄2^-+8Cl^-+10H⁺，故答案为：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄2^-+8Cl^-+10H⁺；
③硫酸根检验时要排除碳酸根离子和亚硫酸根离子的干扰，所以加入用盐酸酸化的氯化钡溶液，如果有白色沉淀产生，则证明含有硫酸根离子，反之则没有，
故答案为：取少量反应后的溶液．向其中滴入盐酸酸化的氯化钡溶液；若观察到有白色沉淀产生，则说明Na₂S₂O₃能被氯水氧化；
（3）硝酸的氧化性在碱性环境下不会表现出来，向3%的硫代硫酸钠溶液中逐滴加入5%稀硝酸，碱性逐渐减弱，硫代硫酸钠会自身分解，出现浑浊，随着硝酸的加入，在酸性条件下，硝酸就表现氧化性，将硫代硫酸钠氧化为硫酸根离子，自身被还原为NO，接着被氧化为红棕色的二氧化氮，有红棕色气体生成，
故答案为：硝酸的氧化性在碱性环境下不会表现出来，向3%的硫代硫酸钠溶液中逐滴加入5%稀硝酸，碱性逐渐减弱，硫代硫酸钠会自身分解，一旦达到了酸性条件，硝酸就表现氧化性，将硫代硫酸钠氧化为硫酸根离子，自身被还原为NO，接着被氧化为红棕色的二氧化氮，有红棕色气体生成．

点评：本题是一道性质实验方案的设计题，考查学生分析和解决问题的能力，难度大．