Question

9．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）俗稱保險(xiǎn)粉，可用于照相業(yè)作定影劑，也可用于紙漿漂白作脫氯劑等．實(shí)驗(yàn)室可通過Na₂S、Na₂CO₃和SO₂共同反應(yīng)來制取Na₂S₂O₃．

（1）寫出圖1所示裝置中三頸瓶中由反應(yīng)制取Na₂S₂O₃的化學(xué)方程式2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂．如將分液漏斗中的H₂SO₄改成濃鹽酸，則三頸燒瓶?jī)?nèi)除Na₂S₂O₃生成外，還有NaCl（填化學(xué)式）雜質(zhì)生成．
（2）為測(cè)定所得保險(xiǎn)粉樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可用標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定，反應(yīng)方程式為2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．
①利用KIO₃、KI和HCl可配制標(biāo)準(zhǔn)碘溶液．寫出配制時(shí)所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O．
②準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的Na₂S₂O₃•5H₂O樣品于錐形瓶中，加水溶解，并滴加淀粉溶液作指示劑，用所配制的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液滴定．滴定時(shí)所用的玻璃儀器除錐形瓶外，還有酸式滴定管．
③若滴定時(shí)振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，則會(huì)使樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)量結(jié)果偏低（填“偏高”“偏低”或“不變”）．
（3）本實(shí)驗(yàn)對(duì)Na₂S的純度要求較高，利用圖2所示的裝置可將工業(yè)級(jí)的Na₂S提純．已知Na₂S常溫下微溶于酒精，加熱時(shí)溶解度迅速增大，雜質(zhì)不溶于酒精．提純步驟依次為：
①將已稱量好的工業(yè)Na₂S放入圓底燒瓶中，并加入一定質(zhì)量的酒精和少量水；
②按圖2所示裝配所需儀器，向冷凝管中通入冷卻水，b進(jìn)a出（用字母“a”、“b”填空）水浴加熱；
③待燒瓶中固體不再減少時(shí)，停止加熱，將燒瓶取下；
④趁熱過濾；
⑤將所得濾液冷卻結(jié)晶，過濾得到硫化鈉結(jié)晶水合物；
⑥將所得固體洗滌、干燥，得到Na₂S•9H₂O晶體．

Answer 1

分析 （1）燒瓶中產(chǎn)生了二氧化硫氣體，通入三頸瓶中后與Na₂S發(fā)生了歸中反應(yīng)；若換成鹽酸除了反應(yīng)生成硫代硫酸鈉外還有氯化鈉；
（2）①KIO₃、KI和HCl可配制標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，利用KIO₃、KI在酸溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)碘；
②用配制的碘溶液滴定硫代硫酸鈉，利用碘單質(zhì)遇碘單質(zhì)變藍(lán)指示反應(yīng)終點(diǎn)；碘溶液具有氧化性，應(yīng)選用酸式滴定管；
③局部變色就停止滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液少，測(cè)定結(jié)果偏低；
（3）②冷凝管中水流的方向要與蒸汽的方向相反；
③依據(jù)Na₂S常溫下微溶于酒精，加熱時(shí)溶解度迅速增大，雜質(zhì)不溶于酒精，根據(jù)提純硫化鈉晶體的實(shí)驗(yàn)步驟和方法分析判斷的；
④溫度增大硫化鈉在酒精中溶解度增大，熱溶液過濾得到濾液；
⑤熱的濾液冷卻結(jié)晶過濾得到晶體．

解答 解：（1）燒瓶中產(chǎn)生了二氧化硫氣體，通入三頸瓶中后與Na₂S發(fā)生了價(jià)態(tài)的歸中反應(yīng)，Na₂CO₃未參與氧化還原反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂；換做鹽酸進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)物中 除了硫代硫酸鹽外還有氯化鈉，
故答案為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂；NaCl；
（2）①KIO₃、KI和HCl可配制標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，利用KIO₃、KI在酸溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)碘，反應(yīng)的離子方程式為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，
故答案為：IO₃^-+5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O；
②用配制的碘溶液滴定硫代硫酸鈉，利用碘單質(zhì)遇碘單質(zhì)變藍(lán)指示反應(yīng)終點(diǎn)；碘溶液具有氧化性，應(yīng)選用酸式滴定管，
故答案為：淀粉溶液；酸式滴定管；
③滴定時(shí)振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，則會(huì)使樣品中Na₂S₂O₃•5H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)量偏低；
故答案為：偏低；
（3）由提純硫化鈉的實(shí)驗(yàn)步驟和操作過程可知．
②冷凝管中水流的方向要與蒸汽的方向相反，故水流的方向由b口進(jìn)，a口出，故答案為：b，a；
③依據(jù)Na₂S常溫下微溶于酒精，加熱時(shí)溶解度迅速增大，雜質(zhì)不溶于酒精，根據(jù)提純硫化鈉晶體的實(shí)驗(yàn)步驟和方法可知，但燒瓶中固體不再減少，說明硫化鈉全部溶解于酒精中，不溶的雜質(zhì)沉淀過濾除去，故答案為：燒瓶中固體不再減少；
④溫度增大硫化鈉在酒精中溶解度增大，熱溶液過濾得到濾液中主要是硫化鈉的酒精溶液，故答案為：趁熱過濾；
⑤熱的濾液通過冷卻、結(jié)晶、過濾得到晶體，故答案為：將所得濾液冷卻結(jié)晶，過濾得到硫化鈉結(jié)晶水合物．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和制備過程分析應(yīng)用，主要是實(shí)驗(yàn)基本操作的應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)，注意積累是解題關(guān)鍵，題目難度中等．