Question

硫代硫酸鈉是一種常見的化工原料．將SO₂通入按一定比例配成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，便可得到Na₂S₂O₃，其制備反應方程式為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂
（1）在配制混合溶液前先將蒸餾水加熱煮沸一段時間后待用，其目的是

 

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（2）用該方法獲得的Na₂S₂O₃．H₂O晶體中常混有一定量的雜質．某興趣小組欲對其中所含雜質成分進行探究（不考慮副反應和雜質所帶的結晶水）．
[提出假設]
假設1：晶體中只含Na₂CO₃雜質
假設2：晶體中只含Na₂S雜質
假設3：

 

[查閱資料]
①SO₂+2H₂S═3S↓+2H₂O
②Na₂S₂O₃在中性、堿性溶液中較穩定，而在酸性溶液中能迅速反應：
Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+S↑+SO₂↑+H₂O
③CuSO₄+H₂S=CuS↓（黑色）+H₂SO₄
[判斷與思考]
某同學取少量制得的晶體溶于足量稀H₂SO₄，并將產生的氣體通入CuSO₄溶液中，未見黑色沉淀，據此認為假設2不成立．你認為其結論是否合理？

 

 （填“合理”、“不合理”）并說明理由：

 

[設計方案進行實驗]
基于假設1，完成下表實驗方案、現象及結論（儀器自選）．
限選實驗試劑：3mol?L^-1H₂SO₄、1mol?L^-1NaOH、酸性KMnO₄溶液、飽和NaHCO₃溶液、品紅溶液、澄清石灰水

實驗方案	現象及結論

（3）已知：2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．為測定所制得晶體的純度，該小組以淀粉作指示劑，
用0.010mol?L^-1的碘水進行多次取樣滴定，測得Na₂S₂O₃?5H₂O的含量約為102%．若所用試劑及操作均無不當，產生該結果最可能的原因是

 

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Answer 1

分析：（1）將蒸餾水加熱煮沸一段時間后可以趕走其中溶解的氧氣，防止對實驗產生干擾；
（2）根據假設1和假設2來提出假設3；
[判斷與思考]
硫化氫和二氧化硫之間可以發生反應生成單質硫；碳酸鈉可以和硫酸反應生成二氧化碳，硫化鈉可以和硫酸反應生成硫化氫，硫化氫可以被高錳酸鉀氧化，二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，據此檢驗固體成分；
（3）根據實驗原理，碘單質的消耗量和Na₂S₂O₃?5H₂O的含量是成正比例關系的，根據影響碘單質含量的因素來分析．

解答：解：（1）將蒸餾水加熱煮沸一段時間，可以趕走水中的溶解氧（或空氣），防止物質被氧氣氧化，故答案為：趕走水中的溶解氧（或空氣）；
（2）根據假設1和假設2，得出假設3是：晶體中含Na₂S和Na₂CO₃兩種雜質，故答案為：晶體中含Na₂S和Na₂CO₃兩種雜質；
[判斷與思考]
如果是Na₂S₂O₃與稀H₂SO₄反應生成的SO₂和H₂S發生反應，可能無H₂S逸出，所以推斷不合理，碳酸鈉可以和硫酸反應生成二氧化碳，硫化鈉可以和硫酸反應生成硫化氫，硫化氫可以被高錳酸鉀氧化，二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，如果固體中加入硫酸，產生的氣體不會使品紅退色，能使澄清石灰水變渾濁在，證明固體只有碳酸鈉，
故答案為：

實驗方案	現象及結論
取適量晶體于燒瓶中，加入足量3 mol?L-1 H2SO4，塞上帶導氣管的橡皮塞，將產生的氣體導出并依次通過盛有酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水的洗氣瓶．	品紅溶液不褪色、澄清石灰水變渾濁，晶體中含Na2CO3雜質

（3）測得Na₂S₂O₃?5H₂O的含量約為102%，即消耗的碘水質量偏高，可能是晶體中含有雜質（如Na₂S等）在滴定時參與反應或晶體部分失去結晶水，故答案為：晶體中含有雜質（如Na₂S等）在滴定時參與反應或晶體部分失去結晶水．

點評：本題是一道探究物質的組成和含量知識的綜合實驗題，考查學生分析和解決問題的能力，難度大，綜合性強．