Question

14．硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O，式量248）俗稱海波或大蘇打，它易溶于水，且溶解度隨溫度升高而顯著增大，難溶于乙醇，加熱時易分解，可用于照相行業(yè)的定影劑．實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制備硫代硫酸鈉晶體通常有以下方法，請回答有關(guān)問題．
亞硫酸鈉法：Na₂SO₃+S+5H₂O=Na₂S₂O₃•5H₂O，簡易實(shí)驗(yàn)流程如下：

（1）硫粉用乙醇潤濕的目的是有利于硫粉與亞硫酸鈉溶液充分接觸，加快反應(yīng)速率．
（2）操作中不能將溶液蒸發(fā)至干的原因是蒸干會使硫代硫酸鈉晶體脫水并分解．
（3）所得粗產(chǎn)品一般通過重結(jié)晶方法提純．
硫化堿法：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，主要實(shí)驗(yàn)裝置如下：

（4）裝置C的作用是吸收反應(yīng)生成的CO₂和多余的SO₂，防止污染大氣．
（5）為充分利用SO₂，對裝置B進(jìn)行改進(jìn)（如上右圖所示）：當(dāng)A中反應(yīng)發(fā)生后，關(guān)閉旋塞b、e，打開a、c、d，往B中溶液通入SO₂，未反應(yīng)的SO₂被收集到氣囊f中．待f收集到較多氣體時（假定此時裝置A中反應(yīng)已停止），關(guān)閉旋塞ac，打開旋塞bde，輕輕擠壓f，使SO₂緩緩地壓入B中溶液再次反應(yīng)，未反應(yīng)的SO₂又被收集在氣囊g中．再將g中的氣體擠壓入f中，如此反復(fù)，直至完全反應(yīng)．
（6）為測定硫代硫酸鈉晶體粗產(chǎn)品的純度．某興趣小組稱取5.0克粗產(chǎn)品配成250mL溶液，并用間接碘量法標(biāo)定該溶液的濃度：在錐形瓶中加入25mL 0.01mol/L KIO₃溶液，并加入過量的KI并酸化，發(fā)生下列反應(yīng)：5I^-+IO₃^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，當(dāng)藍(lán)色褪去且半分鐘不變色時到達(dá)滴定終點(diǎn)．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

滴定次數(shù)	1	2	3
消耗Na2S2O3溶液（mL）	19.98	21.18	20.02

①該產(chǎn)品的純度是93.0%．
②可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低的有BD（填編號）．
A．錐形瓶用蒸餾水潤洗        
B．滴定管未用Na₂S₂O₃溶液潤洗
C．滴定終點(diǎn)時俯視讀數(shù)        
D．若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失．

Answer 1

分析 （1）乙醇易溶于水，硫粉用乙醇潤濕，有利于硫粉與亞硫酸鈉溶液充分接觸；
（2）已知硫代硫酸鈉晶體加熱易分解；
（3）硫代硫酸鈉的溶解度隨溫度升高而顯著增大，降低溫度，采用重結(jié)晶法制取粗產(chǎn)品；
（4）裝置C主要是尾氣處理，吸收反應(yīng)生成的CO₂和多余的SO₂，防止污染大氣，
（5）關(guān)閉旋塞a，打開旋塞c，輕輕擠壓f，使SO₂緩緩地壓入B中溶液再次反應(yīng)，未反應(yīng)的SO₂又被收集在氣囊g中；
（6）在錐形瓶中加入25mL 0.0lmol•L^-1KIO₃溶液，并加入過量的KI并酸化，發(fā)生下列反應(yīng)：5I^-+IO₃^-+6H⁺═3I₂+3H₂O，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，
則可得關(guān)系式：IO₃^-～6S₂O₃^2-，據(jù)此計(jì)算；
A．錐形瓶用蒸餾水潤洗，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒影響；
B．滴定管末用Na₂S₂O₃溶液潤洗，則Na₂S₂O₃溶液會被稀釋；
C．滴定終點(diǎn)時俯視讀數(shù)，使Na₂S₂O₃溶液體積偏小；
D．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，使讀出的Na₂S₂O₃的體積變大．

解答 解：（1）乙醇易溶于水，硫粉用乙醇潤濕，有利于硫粉與亞硫酸鈉溶液充分接觸，加快反應(yīng)速率；
故答案為：有利于硫粉與亞硫酸鈉溶液充分接觸，加快反應(yīng)速率；
（2）已知硫代硫酸鈉晶體加熱易分解，故蒸干會使硫代硫酸鈉脫水并分解，所以從硫代硫酸鈉溶液中分離溶質(zhì)時不能將溶液蒸發(fā)至干；
故答案為：蒸干會使硫代硫酸鈉脫水并分解；
（3）硫代硫酸鈉的溶解度隨溫度升高而顯著增大，降低溫度，采用重結(jié)晶法制取粗產(chǎn)品；
故答案為：重結(jié)晶；
（4）裝置C主要是尾氣處理，吸收反應(yīng)生成的CO₂和多余的SO₂，防止污染大氣，
故答案為：吸收反應(yīng)生成的CO₂和多余的SO₂，防止污染大氣；
（5）關(guān)閉旋塞ac，打開旋塞bde，輕輕擠壓f，使SO₂緩緩地壓入B中溶液再次反應(yīng)，未反應(yīng)的SO₂又被收集在氣囊g中；
故答案為：ac；bde；
（6）在錐形瓶中加入25mL 0.0lmol•L^-1KIO₃溶液，并加入過量的KI并酸化，發(fā)生下列反應(yīng)：5I^-+IO₃^-+6H⁺═3I₂+3H₂O，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配Na₂S₂O₃溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，
則可得關(guān)系式：IO₃^-～6S₂O₃^2-，
             1mol  6mol
0.025L×0.0lmol•L^-1 n（S₂O₃^2-）
則n（S₂O₃^2-）=0.0015mol，
第三次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)誤差較大，舍去，
所以250mL硫代硫酸鈉溶液中硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量為0.0015mol×$\frac{250}{\frac{1}{2}（19.98+20.02）}$=0.01875mol，
則硫代硫酸鈉的質(zhì)量為0.01875mol×248g/mol=4.65g，
則該產(chǎn)品的純度是$\frac{4.65g}{5.0g}$×100%=93%；
A．錐形瓶用蒸餾水潤洗，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒影響，純度不變，故A不選；
B．滴定管末用Na₂S₂O₃溶液潤洗，則Na₂S₂O₃溶液會被稀釋，所以測出硫代硫酸鈉的質(zhì)量偏小，故純度偏小，故B選；
C．滴定終點(diǎn)時俯視讀數(shù)，使Na₂S₂O₃溶液體積偏小，計(jì)算出的硫代硫酸鈉的質(zhì)量偏大，故純度偏大，故C不選；
D．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，使讀出的Na₂S₂O₃的體積變大，計(jì)算出原溶液中的硫代硫酸鈉的質(zhì)量偏小，則純度偏小，故D選．
故答案為：93%；BD．

點(diǎn)評 本題通過制取Na₂S₂O₃•5H₂O的實(shí)驗(yàn)操作，考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)、基本實(shí)驗(yàn)操作、離子方程式的書寫、物質(zhì)純度的計(jì)算、滴定誤差分析等，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)操作與設(shè)計(jì)及相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．