Question

2．大苏打是五水合硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃•5H₂O）的俗称，又称海波，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成．向Na₂CO₃和Na₂S混合溶液中通入SO₂反应后制得Na₂S₂O₃•5H₂O，通常制得的产品含有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄．
Ⅰ、某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃•5H₂O），实验装置如图所示（省略夹持装置）：

实验步骤：
（1）检查装置气密性，按图示加入试剂．仪器a的名称是分液漏斗，组装仪器之前必须检查仪器a是否漏水的操作是关闭活塞，向分液漏斗内注入一定量水，观察活塞是否漏水，旋转活塞180⁰观察活塞是否漏水．E中NaOH溶液的作用是吸收SO₂，防止污染空气．
（2）先向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液，再向A中烧瓶滴加H₂SO₄．A装置中发生反应的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（3）待C反应结束后，过滤其混合物，将滤液蒸发浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品．
Ⅱ．【探究与反思】
（4）为验证产品 中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整．（所需试剂从稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀HCl、BaCl₂溶液、蒸馏水中选择）

实验操作	现象	结论
取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液	有白色沉淀生成
过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl	沉淀部分溶解，并有刺激性气味的气体产生	确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4

（5）为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤（2）进行了改进，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓H₂SO₄，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液．
（6）为测定所得样品中Na₂S₂O₃•5H₂O的纯度，称取mg产品配成稀溶液并除去Na₂SO₃和Na₂SO₄，然后用c mol•L^-1标准碘溶液进行滴定（用淀粉溶液作指示剂），反应方程式为2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．若三次滴定平均消耗碘溶液的体积为V mL，则测量的Na₂S₂O₃•5H₂O的纯度为$\frac{49.6cV}{m}$%．（已知Na₂S₂O₃•5H₂O的式量是248）

Answer 1

分析 I．（1）根据仪器构造和作用可知；E装置目的是吸收剩余的二氧化硫，因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应，与稀H₂SO₄和饱和NaHSO₃溶液不反应；
（2）A装置由亚硫酸钠和浓硫酸制备二氧化硫气体；
II．（4）根据：Na₂S₂O₃•5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄难溶于水，难溶于稀HCl；硝酸、硫酸、盐酸等性质比较可知；
（5）根据亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠分析；
（6）依据反应的定量关系 2S₂O₃^2-～I₂，计算碘单质消耗的硫代硫酸钠，计算得到样品的纯度．

解答 解：Ⅰ．（1）仪器a为分液漏斗，使用前要检漏，方法为：关闭活塞，向分液漏斗内注入一定量水，观察活塞是否漏水，旋转活塞180⁰观察活塞是否漏水；E装置的氢氧化钠溶液吸收SO₂，防止污染空气；
故答案为：分液漏斗；关闭活塞，向分液漏斗内注入一定量水，观察活塞是否漏水，旋转活塞180⁰观察活塞是否漏水；吸收SO₂，防止污染空气；
（2）A装置由亚硫酸钠和浓硫酸制备二氧化硫气体，反应为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
故答案为：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
II．（4）根据：Na₂S₂O₃•5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄难溶于水，难溶于稀HCl，以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知，取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可以确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄；
故答案为：过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl；沉淀部分溶解，并有刺激性气味的气体产生；
（5）因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠，所以为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液；
故答案为：先向A中烧瓶滴加浓H₂SO₄，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液；
（6）根据反应的方程式可知，I₂～2Na₂S₂O₃，样品中Na₂S₂O₃•5H₂O的物质的量是cmol/L×V×10^-3L×2，
所以在产品中的质量分数为$\frac{cmol/L×V×1{0}^{-3}L×2×248g/mol}{m}×100%$=$\frac{49.6cV}{m}$%，
故答案为：$\frac{49.6cV}{m}$．

点评 本题考查了物质性质的实验验证和实验方法应用，物质性质的掌握和实验基本操作是解题关键，题目难度中等．