Question

4．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大蘇打”，可用于紙漿漂白作脫氯劑等．它易溶于水，難溶于乙醇，加熱、遇酸均易分解．某實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)如下反應(yīng)：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃═CO₂+3Na₂S₂O₃，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)分液漏斗的滴速，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)啟電動(dòng)攪拌器攪動(dòng)，水浴加熱，微沸．
②直至析出的渾濁不再消失，并控制溶液的pH接近7時(shí)，停止通入SO₂氣體．
③趁熱過(guò)濾，將濾液加熱濃縮，冷卻析出Na₂S₂O₃•5H₂O．
④再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到所需的產(chǎn)品．
（1）寫出儀器A的名稱蒸餾燒瓶，步驟④中洗滌時(shí)，為了減少產(chǎn)物的損失用的試劑可以是乙醇．
（2）NaOH溶液的作用是吸收SO₂尾氣，防止污染空氣．
（3）為了保證硫代硫酸鈉的產(chǎn)量，實(shí)驗(yàn)中不能讓溶液pH＜7，請(qǐng)用離子方程式解釋原因S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O．
（4）最后得到的產(chǎn)品中可能含有Na₂SO₄雜質(zhì)．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄，簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作，現(xiàn)象和結(jié)論：取樣，先加足量的鹽酸酸化，過(guò)濾，取澄清液體加入氯化鋇溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明含有硫酸鈉雜質(zhì)，反之，不含．
（5）測(cè)定產(chǎn)品純度準(zhǔn)確稱取1.00 g產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.1000 mol•L^-1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．反應(yīng)原理為2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-．三次平行實(shí)驗(yàn)消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為16.00mL．產(chǎn)品的純度為79.36%．
（6）Na₂S₂O₃常用作脫氯劑，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，該反應(yīng)的離子方程式為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

Answer 1

分析 裝置A為SO₂的制�。篘a₂SO₃+H₂SO_4（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，B裝置為Na₂S₂O₃的生成裝置：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，二氧化硫有毒不能直接排空，且二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，能和堿反應(yīng)生成鹽和水，所以C為尾氣吸收裝置，吸收未反應(yīng)的SO₂，應(yīng)該盛放堿性物質(zhì)，一般采用NaOH溶液；
（1）儀器A的名稱蒸餾燒瓶，Na₂S₂O₃•5H₂O易溶于水，難溶于乙醇，步驟④中洗滌時(shí)要減少該物質(zhì)的溶解；
（2）NaOH溶液具有堿性，能吸收酸性氣體；
（3）Na₂S₂O₃在酸性條件下反應(yīng)生成S、SO₂和水；
（4）SO₄^2-用鹽酸酸化的BaCl₂溶液檢驗(yàn)；
（5）2 S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-中硫代硫酸根離子和碘的關(guān)系式計(jì)算n（ S₂O₃^2-），再根據(jù)m=nM計(jì)算其質(zhì)量，硫代硫酸鈉純度=$\frac{硫代硫酸鈉質(zhì)量}{樣品質(zhì)量}×100%$；
（6）Na₂S₂O₃在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，氯氣被還原生成氯離子，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫離子方程式．

解答 解：裝置A為SO₂的制取：Na₂SO₃+H₂SO_4（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，B裝置為Na₂S₂O₃的生成裝置：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，二氧化硫有毒不能直接排空，且二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，能和堿反應(yīng)生成鹽和水，所以C為尾氣吸收裝置，吸收未反應(yīng)的SO₂，應(yīng)該盛放堿性物質(zhì)，一般采用NaOH溶液；
（1）儀器A的名稱蒸餾燒瓶，Na₂S₂O₃•5H₂O易溶于水，難溶于乙醇，步驟④中洗滌時(shí)要減少該物質(zhì)的溶解，所以洗滌時(shí)用乙醇洗滌，故答案為：蒸餾燒瓶；乙醇；
（2）二氧化硫有毒不能直接排空，且二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，能和堿反應(yīng)生成鹽和水，所以C為尾氣吸收裝置，吸收未反應(yīng)的SO₂，故答案為：吸收SO₂尾氣，防止污染空氣；
（3）Na₂S₂O₃在酸性條件下反應(yīng)生成S、SO₂和水，離子方程式為S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O，故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；
（4）SO₄^2-用鹽酸酸化的BaCl₂溶液檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)方法為：取樣，先加足量的鹽酸酸化，過(guò)濾，取澄清液體加入氯化鋇溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明含有硫酸鈉雜質(zhì)，反之，不含，
故答案為：取樣，先加足量的鹽酸酸化，過(guò)濾，取澄清液體加入氯化鋇溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明含有硫酸鈉雜質(zhì)，反之，不含；
（5）2 S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-中硫代硫酸根離子和碘的關(guān)系式得n（ S₂O₃^2-）=0.1000mol/L×0.016L×2=0.0032mol，根據(jù)S原子守恒得n（ S₂O₃^2-）=n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=0.0032mol，m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=nM=0.0032mol×248g/mol=0.7936g，硫代硫酸鈉純度=$\frac{硫代硫酸鈉質(zhì)量}{樣品質(zhì)量}×100%$=$\frac{0.7936g}{1.00g}$×100%=79.36%，
故答案為：79.36；
（6）Na₂S₂O₃在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，氯氣被還原生成氯離子，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫離子方程式為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，故答案為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點(diǎn)，涉及氧化還原反應(yīng)、化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算、離子檢驗(yàn)、物質(zhì)分離和提純等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，明確基本原理、基本計(jì)算、基本性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道圖中各個(gè)裝置的作用及可能發(fā)生的反應(yīng)，注意正確獲取題給信息并靈活解答問(wèn)題，題目難度中等．