Question

【题目】硫代硫酸钠俗称“海波”，又名“大苏打”，溶液具有弱碱性和较强的还原性，是棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂。硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图a所示。

已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图b所示，

（1）Na2S2O3·5H2O的制备：

步骤1：如图连接好装置后，检查A、C装置气密性的操作是____________________。

步骤2：加入药品，打开K1、关闭K2，加热。装置B、D中的药品可选用下列物质中的_________。（填编号）

A．NaOH溶液 B．浓H2SO4 C．酸性KMnO4溶液 D．饱和NaHCO3溶液

步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少。当C中溶液的pH在7—10时，打开K2、关闭K1并停止加热；C中溶液要控制pH的原因是____________。

步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过加热浓缩，趁热过滤，再将滤液__________、过滤、________、烘干，得到产品。

（2）Na2S2O3性质的检验：

向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水颜色变浅，检验反应后溶液中含有硫酸根，写出该反应的化学方程式____________________________________________。

（3）常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度，步骤如下：取废水25.00 mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解．此时CrO42-全部转化为Cr2O72-；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010 mol·L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。部分反应的离子方程式为：Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++3I2+7H2O I2+2S2O32-=S4O62-+2I-，则该废水中Ba2+的物质的量浓度为_______________。

Answer 1

【答案】 关闭K2打开K1，在D中加水淹没导管末端，用热毛巾或双手捂住烧瓶 ADC 硫代硫酸钠在酸性溶液中不稳定 冷却结晶 洗涤 Na2 S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl 0.0024mol/L

【解析】（1）步骤1：利用气体热胀冷缩性质，检验装置气密性；步骤2：装置B、D的作用是进行尾气处理，防止尾气中二氧化硫污染空气；步骤3：硫代硫酸钠在酸性溶液中不稳定，应控制溶液为弱碱性，即控制溶液pH接近或不小于7；步骤4：从溶液中获得晶体，需要加热浓缩，趁热过滤，再将滤液冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品；根据溶解度曲线图可知趁热过滤的原因是防止硫代硫酸钠结晶析出；（2）由题目信息可知，Na2S2O3被氯水氧化反应生成Na2SO4、H2SO4，氯气被还原为HCl；（3）由题意可知，BaCrO4用盐酸溶解转化为Cr2O72-，由元素守恒及已知方程式可得关系式：2Ba2+～2BaCrO4～Cr2O72-～3I2～6Na2S2O3，结合消耗的Na2S2O3利用关系式计算溶液中n（Ba2+），进而计算c（Ba2+）。

（1）步骤1：利用气体热胀冷缩性质，检验装置气密性，具体操作为：故答案为：关闭K2打开K1，在D中加水淹没导管末端，用热毛巾或双手捂住烧瓶，D中导管有气泡冒出，冷却后形成1段水柱，说明气密性良好，步骤2：装置B、D的作用是进行尾气处理，防止尾气中二氧化硫污染空气，二氧化硫具有还原性，可以用酸性高锰酸钾溶液氧化吸收，二氧化硫能与氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应被吸收，故选：ACD；步骤3：硫代硫酸钠在酸性溶液中不稳定，应控制溶液为弱碱性，可以控制溶液pH接近或不小于7，步骤4：从溶液中获得晶体，需要加热浓缩，趁热过滤，再将滤液冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品，故答案为：关闭K2打开K1，在D中加水淹没导管末端，用热毛巾或双手捂住烧瓶；ACD；pH接近或不小于7；硫代硫酸钠在酸性溶液中不稳定；冷却结晶、洗涤；（2）由题目信息可知，Na2S2O3被氯水氧化反应生成Na2SO4、H2SO4，氯气被还原为HCl，反应方程式为：Na2 S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl；（3）由题意可知，BaCrO4用盐酸溶解转化为Cr2O2-7，由元素守恒及已知方程式可得关系式：2Ba2+～2BaCrO4～Cr2O72-～3I2～6Na2S2O3，消耗的Na2S2O3为0.018L×0.01mol/L，则n（Ba2+）=0.018L×0.01mol/L×=0.00006mol，故溶液中c（Ba2+）==0.0024mol/L。