Question

15．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大苏打”，又称为“海波”．它易溶于水，难溶于乙醇，加热、遇酸均易分解．某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图：
实验具体操作步骤为：
①开启分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，适当调节分液的滴速，使反应产生的SO₂气体较均匀地通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，同时开启电动搅拌器搅动，水浴加热，微沸．
②直至析出的浑浊不再消失，并控制溶液的pH接近7时，停止通入SO₂气体．
…
（1）写出仪器A的名称蒸馏烧瓶．
（2）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中不能让溶液pH＜7，请用离子方程式解释原因S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
（3）写出三颈烧瓶B中制取Na₂S₂O₃，反应的总化学反应方程式4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃．
（4）从上述生成物混合液中获得较高产率Na₂S₂O₃•5H₂O的步骤为：
向反应混合液加活性炭脱色$\stackrel{操作①}{→}$滤液$\stackrel{操作②}{→}$$→_{③}^{操作}$粗晶体
为减少产品的损失，操作①为趁热过滤，“趁热”的原因是为了防止晶体在漏斗中大量析出导致产率降低；操作②是蒸发浓缩，冷却结晶；操作①是抽滤、洗涤、干燥．
（5）测定产品纯度
取6.00g产品，配制成100mL溶液．取10.00mL溶液，以淀粉溶液为指示剂，用浓度为00.500mol/LI₂的标准溶液进行滴定，反应原理为2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-．相关数据记录如表所示．

编号	1	2	3
溶液的体积/mL	10.00	10.00	10.00
消耗I2标准溶液的体积/mL	19.98	22.50	20.02

滴定时，达到滴定终点的现象是溶液由无色变蓝色，且半分钟不褪色．产品的纯度为82.67%．
（6）Na₂S₂O₃常用作脱氧剂，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，该反应的离子方程式为S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

Answer 1

分析 （1）根据仪器构造可知；
（2）Na₂S₂O₃在酸性条件下会反应生成S和二氧化硫；
（3）二氧化硫与硫化钠、碳酸钠反应生成Na₂S₂O₃和二氧化碳，结合质量守恒确定产物并配平；
（4）从上述生成物混合液中获得较高产率Na₂S₂O₃?5H₂O，在混合液中加入活性碳脱色，然后趁热过滤，防止溶液中Na₂S₂O₃?5H₂O析出，将除去碳后的滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥，可得粗晶体，据此答题；
（5）淀粉溶液作指示剂，用度为0.500mol/LI₂的标准溶液进行滴定溶液中的碘，滴定终点时溶液由无色变蓝色；根据2S₂O₃^2-～I₂，根据标准的消耗计算样品中Na₂S₂O₃•5H₂O的质量，据此计算纯度；
（6）Na₂S₂O₃常用作脱氧剂，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，硫元素化合价升高，则氯元素化合价降低，生成氯离子，据此书写．

解答 解：（1）仪器A为蒸馏烧瓶；
故答案为；蒸馏烧瓶；
（2）Na₂S₂O₃在酸性条件下会生成S和二氧化硫，产率会下降，其反应的离子方程式为：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
故答案为：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（3）二氧化硫与硫化钠、碳酸钠反应生成Na₂S₂O₃和二氧化碳，反应为4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
故答案为：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂+3Na₂S₂O₃；
（4）从上述生成物混合液中获得较高产率Na₂S₂O₃?5H₂O，在混合液中加入活性碳脱色，然后趁热过滤，防止溶液中Na₂S₂O₃?5H₂O析出，将除去碳后的滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥，可得粗晶体，所以操作①趁热过滤，其目的是：趁热是为了防止晶体在过滤的过程中在漏斗中析出导致产率降低；过滤是为了除去活性炭、硫等不溶性杂质，操作②是蒸发浓缩，冷却结晶；
故答案为：为了防止晶体在漏斗中大量析出导致产率降低；蒸发浓缩，冷却结晶；
（5）淀粉溶液作指示剂，用度为0.500mol/LI₂的标准溶液进行滴定溶液中的碘，滴定终点时溶液由无色变蓝色，且半分钟不褪色；
第二组实验数据相差较大，舍去，故消耗标准液的体积为（19.98+20.02）mL÷2=20.00mL，2S₂O₃^2-～I₂，则n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=2n（I₂），故产品纯度为：$\frac{20.00mL×1{0}^{-3}×0.5mol/L×2×\frac{100mL}{10mL}×248g/mol}{6g}×100%$=82.67%；
故答案为：溶液由无色变蓝色，且半分钟不褪色；82.67%；
（6）Na₂S₂O₃常用作脱氧剂，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，硫元素化合价升高，则氯元素化合价降低，生成氯离子，离子反应为：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
故答案为：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

点评 本题考查实验方案方案，涉及仪器识别、对操作的分析评价、方程式书写、实验操作、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