Question

【題目】硫代硫酸鈉可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應制得：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。在水中有關物質的溶解度曲線 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)打開分液漏斗活塞，注入濃鹽酸使反應產(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并加熱，反應原理為：

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，反應約半小時。當溶液中pH接近或不小于7時，即可停止通氣和加熱。溶液pH要控制不小于7的理由是：______(用文字和相關離子方程式表示)。

Ⅱ.分離Na2S2O35H2O并測定含量：

(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）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)時要控制溫度不宜過高，其原因是_______________。

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

試回答：

①滴定終點時的顏色變化_______________。

②產(chǎn)品中Na2S2O35H2O的質量分數(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 趁熱過濾 乙醇 溫度過高會導致析出的晶體分解 溶液由無色變?yōu)闇\紅色，半分鐘內(nèi)不褪色 96.9%

【解析】

(1)根據(jù)儀器2的構造及使用方法寫出其名稱；根據(jù)裝置6在實驗中的作用選用試劑；

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

(3)操作①的目的是分離出用于吸收有色雜質的活性炭，則該操作為過濾，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)時要控制溫度不宜過高的原因；

(5)①反應結束前溶液為無色，反應結束后溶液中高錳酸根離子過量，溶液變?yōu)闇\紅色；

②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)反應計算出樣品中含有Na2S2O35H2O的物質的量，再根據(jù)質量分數(shù)的表達式計算出產(chǎn)品中Na2S2O35H2O的質量分數(shù)。

(1)根據(jù)圖示裝置可知，儀器2的名稱為蒸餾燒瓶；

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反應生成Na2SO3和水，也能吸收SO2，而濃硫酸、氯化鋇與SO2都不反應，不能吸收SO2，故選項C、D合理；

(2)當溶液pH＜7時，溶液顯示酸性，會發(fā)生反應：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導致產(chǎn)率降低，所以操作①過濾出活性炭時需要趁熱；

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

(4)由于Na2S2O35H2O于40～45℃熔化，48℃分解，所以蒸發(fā)時溫度過高會導致析出的晶體分解，降低了產(chǎn)率；

(5)①依據(jù)標定的原理可知，反應結束前溶液為無色，反應結束后溶液中高錳酸根離子過量，溶液變?yōu)闇\紅色，所以滴定終點的現(xiàn)象為：溶液由無色變?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的量為：n(KMnO4)=0.40mol/L×0.02L=0.008mol，根據(jù)反應5S2O32-+8MnO4-+14H+═8Mn2++10SO42-+7H2O可知，1.28g的粗樣品含有Na2S2O35H2O的物質的量為：n(Na2S2O35H2O)=n(S2O32-)=×n(KMnO4)=0.005mol，產(chǎn)品中Na2S2O35H2O的質量分數(shù)為：=96.9%。