Question

硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃?5H₂O）俗名“大蘇打”，又稱為“海波”．它易溶于水，難溶于乙醇，加熱易分解．工業(yè)上常用亞硫酸鈉法、硫化堿法等制備．某實驗室模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉，其反應裝置及所需試劑如圖：實驗具體操作步驟為：
①開啟分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，適當調節(jié)螺旋夾，使反應產生的SO₂氣體較均勻地通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，同時開啟電磁攪拌器攪動．
②至析出的硫不再消失，控制溶液的pH接近7時，停止通入
SO₂氣體．
③抽濾所得的濾液，轉移至蒸發(fā)皿中，水浴加熱濃縮，直到溶液表面出現(xiàn)晶膜．
④冷卻結晶、抽濾、洗滌．
⑤將晶體放入烘箱中，在40～45℃左右干燥50～60min，稱量．
請回答以下問題：
（l）儀器a的名稱是

 

；
（2）步驟②中若控制pH值小于7，則產率會下降，請用離子方程式解釋原因：

 

．
（3）步驟③中不能將溶液蒸發(fā)至干的原因是

 

；晶膜通常在溶液表面出現(xiàn)的原因是

 

．
（4）步驟④中洗滌硫代硫酸鈉晶體所用試劑的結構式是

 

．
（5）為檢驗制得的產品的純度，該實驗小組稱取5，0克的產品配制成250mL硫代硫酸鈉溶液，并用間接碘量法標定該溶液的濃度：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：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：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，當藍色褪去H半分鐘不變色時到達滴定終點．實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗序號	1	2	3
N2aS2O3溶液體積（mL）	19.8	20.02	21.18

則該產品的純度是

 

，間接碘量法滴定過程中可能造成實驗結果偏低的是

 

．
A．滴定管末用Na₂S₂O₃溶液潤洗    B．滴定終點時仰視讀數(shù)
C．錐形瓶用蒸餾水潤洗          D．滴定管尖嘴處滴定前無氣泡，滴定終點發(fā)現(xiàn)氣泡．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗題

分析：（1）根據(jù)裝置圖分析；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會生成S和二氧化硫；
（3）根據(jù)信息可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；形成晶膜是因為析出晶體，析出晶體是因為溫度較低；
（4）硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于乙醇，故用乙醇來洗滌；
（5）根據(jù)方程式找出關系式：IO₃^-～6S₂O₃^2-，根據(jù)碘酸根離子的物質的量求出硫代硫酸鈉的物質的量濃度，求出250mL溶液中硫代硫酸鈉晶體的質量，與總質量5g相比得純度；
A．滴定管末用Na₂S₂O₃溶液潤洗，則Na₂S₂O₃溶液會被稀釋；
B．滴定終點時仰視讀數(shù)，使Na₂S₂O₃溶液體積偏大；
C．錐形瓶用蒸餾水潤洗，對實驗結果沒影響；
D．滴定管尖嘴處滴定前無氣泡，滴定終點發(fā)現(xiàn)氣泡，使讀出的Na₂S₂O₃的體積變�。�

解答： 解：（1）由裝置圖可知a裝置為蒸餾燒瓶；故答案為：蒸餾燒瓶；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會生成S和二氧化硫，所以產率會下降，其反應的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
（3）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時不能將溶液蒸發(fā)至干；加熱濃縮硫代硫酸鈉溶液，當溫度較低時會析出晶體，在冷卻時，溶液表面溫度較低，先析出晶體；
故答案為：蒸干會使硫代硫酸鈉脫水并分解；因為溶液表面溫度較低；
（4）硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于乙醇，在洗滌硫代硫酸鈉晶體時，為了減少晶體的溶解，用乙醇來洗滌，乙醇的結構式為：；
故答案為：；
（5）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：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：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，
則可得關系式：IO₃^-～6S₂O₃^2-，
             1mol          6mol 
     0.025L×0.0lmol?L^-1   n（S₂O₃^2-）
則n（S₂O₃^2-）=0.0015mol，
第三次實驗的數(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的量為0.0015mol×

250

(19.98+20.02)× 1 2

=0.01875mol，
則硫代硫酸鈉的質量為0.01875mol×248g/mol=4.65g，
則該產品的純度是

，4.65

5

×100%=93%；
A．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量偏小，故純度偏小，故A選；
B．滴定終點時仰視讀數(shù)，使Na₂S₂O₃溶液體積偏大，計算出的硫代硫酸鈉的質量偏小，故純度偏小，故B選；
C．錐形瓶用蒸餾水潤洗，對實驗結果沒影響，純度不變，故C不選；
D．滴定管尖嘴處滴定前無氣泡，滴定終點發(fā)現(xiàn)氣泡，使讀出的Na₂S₂O₃的體積變小，計算出原溶液中的硫代硫酸鈉的質量偏大，則純度偏大，故D不選．
故答案為：93%；AB．

點評：本題通過制取Na₂S₂O₃?5H₂O的實驗操作，考查了物質制備方案的設計、基本實驗操作、離子方程式的書寫、物質純度的計算、滴定誤差分析等，題目難度中等，明確實驗操作與設計及相關物質的性質是解答本題的關鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．