Question

【題目】硫代硫酸鈉可由亞硫酸鈉和硫粉通過(guò)化合反應(yīng)制得：Na2SO3+S=Na2S2O3。常溫下溶液中析出晶體為Na2S2O35H2O。Na2S2O35H2O于4045℃熔化，48℃分解：Na2S2O3 易溶于水，不溶于乙醇。在水中有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線(xiàn) 如圖所示。

I.現(xiàn)按如下方法制備Na2S2O35H2O：

將硫化鈉和碳酸鈉按反應(yīng)要求比例一并放入三頸燒瓶中，注入150mL蒸餾水使其溶解，在分液漏斗中，注入濃鹽酸，在裝置2中加入亞硫酸鈉固體，并按如下圖示安裝好裝置。

(1)儀器2的名稱(chēng)為__________,裝置6中可加入________。

A. BaCl2溶液 B.濃 H2SO4 C.酸性KMnO4溶液 D. NaOH溶液

(2)打開(kāi)分液漏斗活塞，注入濃鹽酸使反應(yīng)產(chǎn)生的二 氧化硫氣體較均勻的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，并用磁力攪拌器攪動(dòng)并加熱，反應(yīng)原理為：

①Na2CO3+SO2═Na2SO3+CO2 ②Na2S+SO2+H2O═Na2SO3+H2S

③2H2S+SO2═3S↓+2H2O ④Na2SO3+SNa2S2O3

隨著SO2氣體的通入，看到溶液中有大量淺黃色固體析出，繼續(xù)通SO2氣體，反應(yīng)約半小時(shí)。當(dāng)溶液中pH接近或不小于7時(shí)，即可停止通氣和加熱。溶液pH要控制不小于7的理由是：______(用文字和相關(guān)離子方程式表示)。

Ⅱ.分離Na2S2O35H2O并測(cè)定含量：

(3)為減少產(chǎn)品的損失，操作①為_______，操作②是抽濾、洗滌、干燥，其中洗滌操作是用______(填試劑名稱(chēng)）作洗滌劑。

(4)蒸發(fā)濃縮濾液，直至溶液呈微黃色渾濁為止。蒸發(fā)時(shí)要控制溫度不宜過(guò)高，其原因是_______________。

(5)制得的粗產(chǎn)品中往往含有少量雜質(zhì)。為了測(cè)定粗產(chǎn)品中Na2S2O35H2O的含量，一般采用在酸性條件下用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定的方法（假定雜質(zhì)與酸性KMnO4溶液不反應(yīng)）。 稱(chēng)取1.28g粗樣品溶于水，用0.40mol/LKMnO4溶液(加入適量硫酸酸化)滴定，當(dāng)溶液 中S2O32-全部被氧化時(shí)，消耗KMnO4溶液20.00mL。(5S2O32-+ 8MnO4-+14H+=8Mn2++l0SO42-+7H2O)

試回答：

①滴定終點(diǎn)時(shí)的顏色變化_______________。

②產(chǎn)品中Na2S2O35H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________________。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 CD Na2S2O3在酸性環(huán)境中不能穩(wěn)定存在，S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O 趁熱過(guò)濾 乙醇 溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致析出的晶體分解 溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，半分鐘內(nèi)不褪色 96.9%

【解析】

(1)根據(jù)儀器2的構(gòu)造及使用方法寫(xiě)出其名稱(chēng)；根據(jù)裝置6在實(shí)驗(yàn)中的作用選用試劑；

(2)根據(jù)酸性條件下硫代硫酸鈉與氫離子反應(yīng)生成二氧化硫和硫單質(zhì)分析；

(3)操作①的目的是分離出用于吸收有色雜質(zhì)的活性炭，則該操作為過(guò)濾，由于常溫下溶液中析出晶體Na2S2O35H2O，為了避免產(chǎn)品損失，需要趁熱過(guò)濾；Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇，為了減少損失，可以用乙醇為洗滌劑；

(4)根據(jù)“Na2S2O35H2O于40～45℃熔化，48℃分解”分析蒸發(fā)時(shí)要控制溫度不宜過(guò)高的原因；

(5)①反應(yīng)結(jié)束前溶液為無(wú)色，反應(yīng)結(jié)束后溶液中高錳酸根離子過(guò)量，溶液變?yōu)闇\紅色；

②根據(jù)n=cV計(jì)算出1.28g樣品消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量，根據(jù)反應(yīng)計(jì)算出樣品中含有Na2S2O35H2O的物質(zhì)的量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式計(jì)算出產(chǎn)品中Na2S2O35H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1)根據(jù)圖示裝置可知，儀器2的名稱(chēng)為蒸餾燒瓶；

裝置6是尾氣吸收裝置主要吸收SO2污染性氣體，選項(xiàng)中酸性KMnO4溶液具有氧化性，能氧化SO2生成H2SO4而吸收；NaOH溶液和SO2反應(yīng)生成Na2SO3和水，也能吸收SO2，而濃硫酸、氯化鋇與SO2都不反應(yīng)，不能吸收SO2，故選項(xiàng)C、D合理；

(2)當(dāng)溶液pH＜7時(shí)，溶液顯示酸性，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，所以Na2S2O3在酸性環(huán)境中不能穩(wěn)定存在，溶液的pH應(yīng)不小于7；

(3)常溫下溶液中析出晶體為Na2S2O35H2O，Na2S2O35H2O于40～45℃熔化，為了避免析出Na2S2O35H2O導(dǎo)致產(chǎn)率降低，所以操作①過(guò)濾出活性炭時(shí)需要趁熱；

洗滌晶體時(shí)為減少晶體損失，減少Na2S2O35H2O的溶解，依據(jù)Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇的性質(zhì)選擇乙醇洗滌，且洗滌后乙醇易揮發(fā)，不引入新的雜質(zhì)，

(4)由于Na2S2O35H2O于40～45℃熔化，48℃分解，所以蒸發(fā)時(shí)溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致析出的晶體分解，降低了產(chǎn)率；

(5)①依據(jù)標(biāo)定的原理可知，反應(yīng)結(jié)束前溶液為無(wú)色，反應(yīng)結(jié)束后溶液中高錳酸根離子過(guò)量，溶液變?yōu)闇\紅色，所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為：溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，半分鐘內(nèi)不褪色；

②20.00mL 0.40mol/L KMnO4溶液中含有高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：n(KMnO4)=0.40mol/L×0.02L=0.008mol，根據(jù)反應(yīng)5S2O32-+8MnO4-+14H+═8Mn2++10SO42-+7H2O可知，1.28g的粗樣品含有Na2S2O35H2O的物質(zhì)的量為：n(Na2S2O35H2O)=n(S2O32-)=×n(KMnO4)=0.005mol，產(chǎn)品中Na2S2O35H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：=96.9%。