Question

【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是一種重要的化工產品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)。

I．【查閱資料】

①硫代硫酸鈉(Na2S2O3)易溶于水，在中性或堿性環境中穩定，受熱、遇酸易分解。

②Na2S2O3·5H2O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。

③向Na2CO3和Na2S混合溶液中通人SO2可制得Na2S2O3（反應方程式為：，所得產品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。

Ⅱ．【制備產品】實驗裝置如圖所示：

(1)實驗步驟：檢查裝置氣密性后，向三頸瓶c中加人Na2CO3和Na2S的混舍溶液，再將分液漏斗a中液體滴加到燒瓶b中加熱發生反應產生SO2，請寫出b中發生反應的化學方程式________。待Na2S和Na2CO3完全消耗后，結束反應。過濾c中的混合物，濾液經____（填操作名稱）、過濾、洗滌、干燥、得到產品。

(2)為了保證硫代硫酸鈉的產量，實驗中通人的SO2不能過量，原因是_________。

III.【測定產品純度】

稱取10g產品(Na2S2O3·5H2O)，配成250mL溶液，取25mL，以淀粉作指示劑，用0.1000mol/L碘的標準溶液滴定。反應原理為： （忽略Na2SO3與I2反應）。

(3)滴定至終點的現象為：____。

(4)重復三次的實驗數據如左下表所示，其中第三次讀數時滴定管中起始和終點的液面位置如右下圖所示，則x=___mL，產品的純度為____。

IV．【探究與反思】

(5)為驗證產品中含有Na2SO3和Na2SO4該小組設計了以下實驗方案，請將方案補充完整（所需試劑從稀HN03、稀H2SO4、稀鹽酸、蒸餾水中選擇）：取適量產品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，____，則可確定產品中含有Na2SO3和Na2SO4。

Answer 1

【答案】 Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑＋2H2O(或Na2SO3+H2SO4(濃）Na2SO4+SO2↑+H2O) 蒸發濃縮、冷卻結晶 硫代硫酸鈉在酸性條件下會發生水解，二氧化硫過量會使溶液呈酸性，導致產品產量減少 溶液由無色變為藍色 18.20 99.2% 把所得沉淀，過濾、洗滌后，再加入足量稀鹽酸，若沉淀部分溶解，并有刺激性氣味的氣體生成

【解析】（1）制取二氧化硫的反應有多種，可以用Cu與濃硫酸反應加熱制取，也可以用亞硫酸鈉與濃硫酸不加熱制取，所以化學方程式為Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑＋2H2O(或Na2SO3+H2SO4(濃）Na2SO4+SO2↑+H2O)；過濾c中的混合物，得Na2S2O3溶液，經蒸發濃縮、冷卻結晶后，再過濾、洗滌、干燥、得到產品；（2）根據所給資料可知，硫代硫酸鈉在酸性條件下會發生分解，二氧化硫過量會使溶液呈酸性，導致產品產量減少，所以二氧化硫不能過量；（3）滴定所用指示劑是淀粉溶液，當達到滴定終點時，碘稍過量，碘遇淀粉變藍色；所以溶液會由無色變為藍色；（4）由滴定管的讀數可知，開始的刻度是0.50mL，后來的讀數是18.70mL，所用溶液的體積是18.20mL，即x=18.20mL，數據相差較大，舍去，則消耗標準液的平均體積為20.00mL，則碘的物質的量是0.0200L×0.1000mol/L，根據碘與硫代硫酸鈉反應的方程式可知硫代硫酸鈉的物質的量是0.0200L×0.1000mol/L×2×10=0.04mol，所以產品的純度為×100%=99.2%；（5）證明硫酸鈉、亞硫酸鈉的存在，加入氯化鋇溶液后，把所得沉淀，過濾、洗滌后，再加入足量稀鹽酸，若沉淀部分溶解，并有刺激性氣味的氣體生成，說明產品中含有硫酸鈉和亞硫酸鈉。