Question

（12分）Na₂S₂O₃（俗稱保險粉）在醫藥、印染中應用廣泛，可通過下列方法制備：取15.1 gNa₂SO₃溶于80.0 mL水。另取5.0 g硫粉，用少許乙醇潤濕后加到上述溶液中。小火加熱至微沸，反應1小時后過濾。濾液在100℃經蒸發、濃縮、冷卻至10℃后析出Na₂S₂O₃·5H₂O。
（1）加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是     。
（2）濾液中除Na₂S₂O₃和可能未反應完全的Na₂SO₃外，最可能存在的無機化合物雜質是     ；其檢測的方法是：取出少許溶液，加鹽酸至酸性后，過濾除去S，再加BaCl₂溶液。則加入的鹽酸發生兩個反應的化學方程式為：
Na₂SO₃+2HCl=SO₂↑+H₂O+2NaCl；     。
（3）某環境監測小組用含0.100 mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液[含少量的Na₂SO₃，且n(Na₂S₂O₃) ∶n(Na₂SO₃)
= 5∶1]測定某工廠廢水中Ba²⁺的濃度。他們取廢水50.0 mL，控制適當的酸度加入足量的K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；沉淀經洗滌、過濾后，用適量的稀硫酸溶解，此時CrO₄^2-全部轉化為Cr₂O₇^2-；再加過量KI溶液，充分反應后，用上述Na₂S₂O₃溶液進行滴定，反應完全時，測得消耗Na₂S₂O₃溶液的體積為36.0 mL。
（已知有關反應的離子方程式為：①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺   2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；
②I₂+2S₂O₃^2-   2I^-+S₄O₆^2-；③I₂+SO₃^2-+H₂O   2I^-+SO₄^2-+2H⁺）
則滴定過程中可用     作指示劑。計算該工廠廢水中Ba²⁺的物質的量濃度。

Answer 1

共12分。
（1）有利于硫粉和Na₂SO₃溶液充分接觸，加快反應速率（2分）
（2）Na₂SO₄（1分）　    Na₂S₂O₃+2HCl=S↓+SO₂↑+H₂O+2NaCl（2分）
（3）淀粉（1分）
n(Na₂S₂O₃) =" 0.0360" L×0.100 mol·L^-1 =" 0.0036" mol
則n(Na₂SO₃) =" 0.00360" mol÷5 =" 0.00072" mol
根據題意：2BaCrO₄ ~ Cr₂O₇^2- ~ 3I₂ ~ 6S₂O₃^2-
得n₁(BaCrO₄) = ==" 0.0012" mol
2BaCrO₄ ~ Cr₂O₇^2- ~ 3I₂ ~ 3SO₃^2-
得n₂(BaCrO₄) = ==" 0.00048" mol
則c(Ba²⁺) = = 3.36×10^-2 mol·L^-1（6分）

試題分析：（1）硫易溶于有機溶劑，乙醇易溶于水，所以用乙醇潤濕硫粉，目的是增大其與水的接觸面積，有利于與Na₂SO₃溶液充分接觸，加快反應速率；
（2）亞硫酸鈉在加熱的過程中可能被氧化而生成硫酸鈉，所以最可能存在的無機化合物雜質是Na₂SO₄；硫酸鈉 氯化鋇溶液檢驗，亞硫酸鈉與元素反應知產生二氧化硫氣體，而Na₂S₂O₃與鹽酸反應既有二氧化硫生成，又有硫單質生成，所以根據現象的不同可以檢測，鹽酸的另一作用的化學方程式為Na₂S₂O₃+2HCl=S↓+SO₂↑+H₂O+2NaCl；
（3）Na₂S₂O₃溶液進行滴定的是碘單質，所以選用淀粉作指示劑，碘與淀粉的混合液為藍色，滴定終點時藍色消失；根據Na₂S₂O₃溶液的體積可計算碘單質的物質的量，從而可計算BaCrO₄沉淀的物質的量，也就可以計算鋇離子的濃度，根據方程式得出關系式，具體步驟見答案。