Question

2．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大蘇打”，又稱為“海波”．在紡織工業(yè)中用于棉織品漂白后的脫氯劑、染毛織物的硫染劑、靛藍(lán)染料的防白劑、紙漿脫氯劑、醫(yī)藥工業(yè)中用作洗滌劑、消毒劑和褪色劑等，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(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉，其反應(yīng)裝置及所需試劑如圖：

實(shí)驗(yàn)具體操作步驟為：
①開(kāi)啟分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，適當(dāng)調(diào)節(jié)螺旋夾，使反應(yīng)產(chǎn)生的SO₂氣體較均勻地通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，同時(shí)開(kāi)啟電磁攪拌器攪動(dòng)．
②至析出的硫不再消失，控制溶液的pH接近7時(shí)，停止通入SO₂氣體．
③抽濾所得的濾液，轉(zhuǎn)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(jié)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(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）儀器b的名稱是三頸燒瓶；
（2）步驟②中若控制PH值小于7，則產(chǎn)率會(huì)下降，請(qǐng)用離子方程式解釋原因：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑．
（3）步驟③中不能將溶液蒸發(fā)至干的原因是蒸干會(huì)使硫代硫酸鈉脫水并分解；晶膜通常在溶液表面出現(xiàn)的原因是因?yàn)槿芤罕砻鏈囟容^低．
（4）步驟④中洗滌硫代硫酸鈉晶體試劑的結(jié)構(gòu)式是．
（5）下列有關(guān)抽濾的說(shuō)法中，正確的是A B D．
A．為了檢驗(yàn)洗滌是否完全，應(yīng)拔下吸濾瓶與安全瓶之間橡皮管，從吸濾瓶上口倒出少量洗滌液于試管中進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)
B．抽濾前先用溶劑將濾紙濕潤(rùn)，使濾紙與漏斗底部貼緊
C．抽濾結(jié)束時(shí)應(yīng)先關(guān)抽氣泵，后抽掉抽濾瓶接管
D．在洗滌沉淀時(shí)，應(yīng)關(guān)小水龍頭，使洗滌劑緩緩?fù)ㄟ^(guò)沉淀物
（6）為檢驗(yàn)制得的產(chǎn)品的純度，該實(shí)驗(yàn)小組稱取5.0克的產(chǎn)品配制成250mL硫代硫酸鈉溶液，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(guò)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(shí)到達(dá)滴定終點(diǎn)．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3
Na2S2O3溶液體積（mL）	19.98	20.02	21.18

則該產(chǎn)品的純度是0.93，間接碘量法滴定過(guò)程中可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低的是AE．
A．滴定管未用Na₂S₂O₃溶液潤(rùn)洗
B．滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù)
C．錐形瓶用蒸餾水潤(rùn)洗
D．滴定管尖嘴處滴定前無(wú)氣泡，滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡
E．滴定時(shí)震蕩錐形瓶較劇烈．

Answer 1

分析 （1）由儀器結(jié)構(gòu)特征，可知b為三頸燒瓶；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會(huì)反應(yīng)生成S和二氧化硫；
（3）由題給信息：硫代硫酸鈉“加熱易分解”回答即可；溶液表面的溫度較低，據(jù)此解答即可；
（4）硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于乙醇，據(jù)此選擇的洗滌試劑為乙醇；
（5）在洗滌沉淀時(shí)，應(yīng)關(guān)小水龍頭，使洗滌劑緩緩?fù)ㄟ^(guò)沉淀物，防止沉淀溶解而造成損失；由于裝置中存在壓強(qiáng)差，所以為了檢驗(yàn)洗滌是否完全，應(yīng)拔下吸濾瓶與安全瓶之間橡皮管，從吸濾瓶上口倒出少量濾液于試管中進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，據(jù)此解答即可；
（6）根據(jù)方程式找出關(guān)系式：IO₃^-～6S₂O₃^2-，根據(jù)碘酸根離子的物質(zhì)的量求出硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量濃度，求出250mL溶液中硫代硫酸鈉晶體的質(zhì)量，與總質(zhì)量5g相比得純度；
A．滴定管末用Na₂S₂O₃溶液潤(rùn)洗，則Na₂S₂O₃溶液會(huì)被稀釋；
B．滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù)，使Na₂S₂O₃溶液體積偏小；
C．錐形瓶用蒸餾水潤(rùn)洗，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)影響；
D．滴定管尖嘴處滴定前無(wú)氣泡，滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡，使讀出的Na₂S₂O₃的體積變�。�
E．劇烈震蕩錐形瓶，會(huì)導(dǎo)致待測(cè)液濺出，測(cè)定消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積減小，測(cè)定結(jié)果偏低；根據(jù)反應(yīng)2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-可知，n（S₂O₃^2-）=2n（I₂），然后碘單質(zhì)的物質(zhì)的量計(jì)算出Na₂S₂O₃•5H₂O質(zhì)量及產(chǎn)品的純度．

解答 解：（1）儀器b為三頸燒瓶，故答案為：三頸燒瓶；
（2）Na₂S₂O₃在酸性條件下會(huì)生成S和二氧化硫，產(chǎn)率會(huì)下降，其反應(yīng)的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+H₂O+SO₂↑；
（3）由題給信息得知：硫代硫酸鈉加熱易分解，蒸干會(huì)使硫代硫酸鈉脫水分解，由于溶液表面的溫度較低，故晶膜通常在溶液表面出現(xiàn)，故答案為：蒸干會(huì)使硫代硫酸鈉脫水并分解；因?yàn)槿芤罕砻鏈囟容^低；
（4）硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于乙醇，據(jù)此選擇的洗滌試劑為乙醇，乙醇的結(jié)構(gòu)式為：，故答案為：；
（5）在洗滌沉淀時(shí)，應(yīng)關(guān)小水龍頭，使洗滌劑緩緩?fù)ㄟ^(guò)沉淀物，防止沉淀溶解而造成損失；
C、由于裝置中存在壓強(qiáng)差，所以為了檢驗(yàn)洗滌是否完全，應(yīng)拔下吸濾瓶與安全瓶之間橡皮管，從吸濾瓶上口倒出少量濾液于試管中進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，
故選A、B、D；
（6）在錐形瓶中加入25mL 0.0lmol•L^-1KIO₃溶液，并加入過(guò)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×$\frac{250}{（19.98+20.02）×\frac{1}{2}}$=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$\frac{4.65}{5.0}$×100%=93%；
A．滴定管末用Na₂S₂O₃溶液潤(rùn)洗，則Na₂S₂O₃溶液會(huì)被稀釋，所以測(cè)出硫代硫酸鈉的質(zhì)量偏小，故純度偏小，故A選；
B．滴定終點(diǎn)時(shí)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B不選；
C．錐形瓶用蒸餾水潤(rùn)洗，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)影響，純度不變，故C不選；
D．滴定管尖嘴處滴定前無(wú)氣泡，滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡，使讀出的Na₂S₂O₃的體積變小，計(jì)算出原溶液中的硫代硫酸鈉的質(zhì)量偏大，則純度偏大，故D不選；
E．由于劇烈震蕩錐形瓶，會(huì)導(dǎo)致待測(cè)液濺出，測(cè)定消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積減小，測(cè)定結(jié)果偏低，故答案為：93%；AE．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)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(shū)寫(xiě)、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(shí)的能力．