Question

硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應制得：Na₂SO₃+S

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Na₂S₂O₃，常溫下溶液中析出的晶體為Na₂S₂O₃?5H₂O．
現(xiàn)按如下方法制備Na₂S₂O₃?5H₂O：將硫化鈉和碳酸鈉按反應要求比例一并放入三頸燒瓶中，注入150mL蒸餾水使其溶解，在分液漏斗中注入一種酸，在蒸餾燒瓶中加入亞硫酸鈉固體，并按圖安裝好裝置．
（1）分液漏斗中最好加入的酸是

 

．
A．濃硝酸   B．濃鹽酸   C.18.4mol?L^-1的硫酸   D．中等濃度的硫酸
（2）裝置6的作用是

 

．
（3）打開分液漏斗活塞，注入酸使反應產生的二氧化硫氣體較均勻地通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，并用磁力攪拌器攪動并加熱，最終生成硫代硫酸鈉．寫出有中間產物Na₂SO₃生成的反應的化學方程式

 

、

 

．
（4）制得的粗晶體中往往含有少量雜質．為了測定粗產品中Na₂S₂O₃的含量，一般采用在酸性條件下用KMnO₄標準液滴定的方法（假定粗產品中雜質與酸性KMnO₄溶液不反應）．
稱取1.28g粗樣品溶于水，用0.40mol?L^-1 KMnO₄溶液（加入適量硫酸酸化）滴定，當溶液中S₂O₃^2-全部被氧化時，消耗KMnO₄溶液體積20.00mL．（5S₂O₃^2-+8MnO₄^-+14H⁺═8Mn²⁺+10SO₄^2-+7H₂O）
試回答：
①硫代硫酸鈉溶液應置于

 

 （填“酸式”或“堿式”）滴定管中．
②滴定時是否需要加入指示劑？

 

．
③產品中的Na₂S₂O₃質量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：含硫物質的性質及綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：氧族元素

分析：（1）制備二氧化硫用中等濃度的硫酸；
（2）二氧化硫屬于有毒氣體，要進行尾氣處理；
（3）二氧化硫氣體較均勻地通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，二氧化硫與碳酸鈉反應生成亞硫酸鈉和二氧化碳，與硫化鈉反應生成亞硫酸鈉和硫化氫；
（4）①硫代硫酸鈉溶液呈堿性；
②高錳酸鉀為紫色溶液；
③根據(jù)n=cV計算出1.28g樣品消耗的高錳酸鉀的物質的量，根據(jù)根據(jù)反應計算出樣品中含有Na₂S₂O₃?5H₂O的物質的量，再根據(jù)質量分數(shù)的表達式計算出產品中Na₂S₂O₃?5H₂O的質量分數(shù)．

解答： 解：（1）二氧化硫易溶于水，所以不能用稀酸，濃硫酸中氫離子濃度很小，不利于與亞硫酸鈉固體反應，所以制備二氧化硫用中等濃度的硫酸；
故答案為：D；
（2）二氧化硫屬于有毒氣體，要進行尾氣處理，所以裝置6的作用是吸收尾氣中的二氧化硫，防止污染空氣；
故答案為：吸收尾氣中的二氧化硫；
（3）二氧化硫氣體較均勻地通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，二氧化硫與碳酸鈉反應生成亞硫酸鈉和二氧化碳，則發(fā)生的反應為：Na₂CO₃+SO₂═Na₂SO₃+CO₂，二氧化硫與硫化鈉反應生成亞硫酸鈉和硫化氫，則反應的化學方程式為：Na₂S+SO₂+H₂O═Na₂SO₃+H₂S；
故答案為：Na₂CO₃+SO₂═Na₂SO₃+CO₂；Na₂S+SO₂+H₂O═Na₂SO₃+H₂S；
（4）①硫代硫酸鈉溶液呈堿性，應該用堿式滴定管盛放，
故答案為：堿式；
②高錳酸鉀為紫色溶液，根據(jù)高錳酸鉀的顏色變化即可判斷反應是否達到終點，所以不需要加指示劑；
故答案為：不需要；
③20mL 0.40mol/L KMnO₄溶液中含有高錳酸鉀的物質的量為：n（KMnO₄）=0.40mol/L×0.02L=0.008mol，
根據(jù)反應5S₂O₃^2-+8MnO₄^-+14H⁺═8Mn²⁺+10SO₄^2-+7H₂O可知，1.28g的粗樣品含有Na₂S₂O₃?5H₂O的物質的量為：n（Na₂S₂O₃?5H₂O）=n（S₂O₃^2-）=

5

8

×n（KMnO₄）=0.005mol，
產品中Na₂S₂O₃?5H₂O的質量分數(shù)為：

248g/mol×0.005mol

1.28g

×100%=96.9%，
故答案為：96.9%．

點評：本題通過Na₂S₂O₃?5H₂O的制備，考查了物質性質實驗方案設計方法，題目難度中等，正確理解題干信息明確制備原理為解答此類題的關鍵，試題充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．