Question

硫代硫酸鈉是一種常見的化工原料．將SO₂通入按一定比例配成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，便可得到Na₂S₂O₃并生成CO₂，其制備反應(yīng)方程式為：

 

（1）在配制混合溶液前先將蒸餾水加熱煮沸一段時(shí)間后待用，其目的是

 

．
（2）用該方法獲得的Na₂S₂O₃?5H2O晶體中�；煊幸欢�量的雜質(zhì)，某興趣小組欲對(duì)其中所含雜質(zhì)成分進(jìn)行探究（不考慮副反應(yīng)和雜質(zhì)所帶的結(jié)晶水）．
【提出假設(shè)】
假設(shè)1：晶體中只含Na₂CO₃雜質(zhì)
假設(shè)2：晶體中只含Na₂S雜質(zhì)
假設(shè)3：

 

【查閱資料】①SO₂+2H₂S═3S↓+2H₂O
②Na₂S₂O₃在中性、堿性溶液中較穩(wěn)定，而在酸性溶液中能迅速反應(yīng)：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═S↓+SO₂+Na₂SO₄+H₂O
③CuSO₄+H₂S═CuS↓（黑色）+H₂SO₄
【判斷與思考】
某同學(xué)取少量制得的晶體溶于足量稀H₂SO₄，并將產(chǎn)生的氣體通入CuSO₄溶液中，未見黑色沉淀，據(jù)此認(rèn)為假設(shè)2不成立．你認(rèn)為其結(jié)論是否合理？

 

（填“合理”或“不合理”）并說明理由：

 

【設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
基于晶體中含有Na₂CO₃雜質(zhì)，完成下表實(shí)驗(yàn)方案、現(xiàn)象及結(jié)論（儀器自選）．限選實(shí)驗(yàn)試劑：3mol?L^-1 H₂SO₄、1mol?L^-1 NaOH、酸性KMnO₄溶液、飽和NaHCO₃溶液、品紅溶液、澄清石灰水

實(shí)驗(yàn)方案	現(xiàn)象及結(jié)論
取適量晶體于燒瓶中，加入足量3mol?L-1H2SO4，塞上帶導(dǎo)氣管的橡皮塞，將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)出并依次通過盛有   的洗氣瓶．	則晶體中含Na2CO3雜質(zhì)．

【問題討論】
（3）已知：2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．為測(cè)定所制得晶體的純度，該小組以淀粉作指示劑，用0.010mol?L^-1的碘水進(jìn)行多次取樣滴定，測(cè)得Na₂S₂O₃?5H₂O的含量約為102%．若所用試劑及操作均無不當(dāng)，產(chǎn)生該結(jié)果最可能的原因是

 

．（寫一個(gè)）

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：將SO₂通入按一定比例配成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，便可得到Na₂S₂O₃并生成CO₂，據(jù)此可知反應(yīng)物為：SO₂、Na₂S和Na₂CO₃，生成物為：Na₂S₂O₃和CO₂，配平方程式即可；
（1）將蒸餾水加熱煮沸一段時(shí)間后可以趕走其中溶解的氧氣，防止對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾；
（2）根據(jù)假設(shè)1和假設(shè)2來提出假設(shè)3；
[判斷與思考]
硫化氫和二氧化硫之間可以發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)硫；碳酸鈉可以和硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，硫化鈉可以和硫酸反應(yīng)生成硫化氫，硫化氫可以被高錳酸鉀氧化，二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，據(jù)此檢驗(yàn)固體成分；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，碘單質(zhì)的消耗量和Na₂S₂O₃?5H₂O的含量是成正比例關(guān)系的，根據(jù)影響碘單質(zhì)含量的因素來分析．

解答： 解：將SO₂通入按一定比例配成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，便可得到Na₂S₂O₃并生成CO₂，據(jù)此可知反應(yīng)物為：SO₂、Na₂S和Na₂CO₃，生成物為：Na₂S₂O₃和CO₂，配平方程式得：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，故答案為；2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂；
（1）將蒸餾水加熱煮沸一段時(shí)間，可以趕走水中的溶解氧（或空氣），防止物質(zhì)被氧氣氧化，故答案為：趕走水中的溶解氧（或空氣）；
（2）根據(jù)假設(shè)1和假設(shè)2，得出假設(shè)3是：晶體中含Na₂S和Na₂CO₃兩種雜質(zhì)；
[判斷與思考]
如果是Na₂S₂O₃與稀H₂SO₄反應(yīng)生成的SO₂和H₂S發(fā)生反應(yīng)，可能無H₂S逸出，所以推斷不合理，碳酸鈉可以和硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，硫化鈉可以和硫酸反應(yīng)生成硫化氫，硫化氫可以被高錳酸鉀氧化，二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，如果固體中加入硫酸，產(chǎn)生的氣體不會(huì)使品紅退色，能使澄清石灰水變渾濁在，證明固體只有碳酸鈉，
故答案為：晶體中含Na₂S和Na₂CO₃兩種雜質(zhì)；
不合理； Na₂S₂O₃與稀H₂SO₄反應(yīng)生成的SO₂和H₂S發(fā)生反應(yīng)，可能無H₂S逸出；

實(shí)驗(yàn)方案	現(xiàn)象及結(jié)論
取適量晶體于燒瓶中，加入足量3mol?L-1H2SO4，塞上帶導(dǎo)氣管的橡皮塞，將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)出并依次通過盛有 足量酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水的洗氣瓶．	若 （高錳酸鉀溶液褪色）品紅溶液不褪色、 澄清石灰水變渾濁 則晶體中含Na2CO3雜質(zhì)．

（3）測(cè)得Na₂S₂O₃?5H₂O的含量約為102%，即消耗的碘水質(zhì)量偏高，可能是晶體中含有雜質(zhì)（如Na₂S等）在滴定時(shí)參與反應(yīng)或晶體部分失去結(jié)晶水，故答案為：晶體中含有雜質(zhì)（如Na₂S等）在滴定時(shí)參與反應(yīng)或晶體部分失去結(jié)晶水．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道探究物質(zhì)的組成和含量知識(shí)的綜合實(shí)驗(yàn)題，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度大，綜合性強(qiáng)．