Question

亞硫酸鈉和硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）都是重要的含硫化合物．某化學興趣小組進行以下有關實驗，填寫下列空白．
實驗Ⅰ證明Na₂SO₃中硫元素的價態能發生→轉化
（1）實驗中，不需要用到的試劑有______（填標號）．
A．稀硫酸 B．H₂O₂溶液 C．稀鹽酸 D．淀粉碘化鉀溶液 E．BaCl₂溶液
觀察到的現象是______．
實驗Ⅱ制取硫代硫酸鈉晶體
利用如圖所示裝置進行實驗．已知：①硫代硫酸鈉能與酸發生反應
②裝置d中發生反應：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂

（2）裝置b中發生反應的化學方程式為______．
（3）裝置c的作用是______．
（4）裝置d中的反應結束后，先關閉分液漏斗旋塞，接下來的操作是______，待d中溶液冷卻后，倒入蒸發皿，蒸發濃縮，冷卻、結晶…獲得硫代硫酸鈉晶體．
實驗Ⅲ測定某硫代硫酸鈉樣品的純度（設：樣品中只含Na₂SO₃雜質）設計如下方案，并進行實驗：
①準確稱取該硫代硫酸鈉樣品m g，配制成250mL待測溶液．
②移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，加入適量甲醛（防止Na₂SO₃與I₂反應）和少量淀粉溶液，用n mol?L^-1 I₂標準溶液滴定（發生反應：2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-），至滴定終點．
（5）②中消耗I₂標準溶液VmL，樣品中Na₂S₂O₃的百分含量為______（用代數式表示）．
（6）該實驗方案存在的一個明顯缺陷是______．

Answer 1

解：（1）證明Na₂SO₃中硫元素的價態能發生+4價變化為+6價，需要氧化劑氧化亞硫酸根離子為硫酸根離子，檢驗硫酸根離子的存在，選項中氧化劑過量的過氧化氫可以氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉，加入稀鹽酸無現象，加入氯化鋇生成不溶于鹽酸的白色沉淀，證明含有硫酸根離子；硫酸引入硫酸根干擾離子檢驗，淀粉碘化鉀是驗證氧化性物質的試劑，不能檢驗硫酸根離子，故答案為：AD；溶液中出現不溶于鹽酸的白色沉淀；
（2）裝置圖中分析結合實驗目的可知，裝置b是濃硫酸和亞硫酸鈉反應生成二氧化硫氣體的裝置，反應的化學方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（3）裝置c是安全瓶，導氣管略露出膠塞，起到防止倒吸的作用，故答案為：防止倒吸；
（4）二氧化硫是污染性氣體實驗借宿后不能排放到大氣中，裝置d中的反應結束后，先關閉分液漏斗旋塞，接下來的操作是關閉K₂打開K₁，故答案為：關閉K₂打開K₁；
（5）移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中，加入適量甲醛（防止Na₂SO₃與I₂反應）和少量淀粉溶液，用n mol?L^-1 I₂標準溶液滴定（發生反應：2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-），至滴定終點，依據離子方程式進行計算得到25ml中硫代硫酸鈉物質的量：
2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-；
2 1
n（Na₂S₂O₃） nmol/L×V×10^-3L
n（Na₂S₂O₃）=2nV×10^-3mol；
配制的250ml溶液中含有n（Na₂S₂O₃）=0.02nVmol；
樣品中Na₂S₂O₃的百分含量=×100%=×100%，故答案為：；
（6）該實驗是在已知條件下的檢驗，缺少對照實驗，故答案為：缺少平行實驗．
分析：（1）證明硫元素化合價從+4價變化為+6價，先利用氧化劑氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉，再利用試劑檢驗硫酸根離子的存在；
（2）分析裝置圖結合實驗目的得到雜質b中是硫酸和亞硫酸鈉反應生成二氧化硫的裝置；
（3）裝置c是安全瓶作用；
（4）二氧化硫是污染性氣體實驗借宿后不能排放到大氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收停止后續反應；
（5）依據滴定實驗，結合反應的定量關系計算得到；
（6）對比試驗驗證物質是實驗準確性的驗證方法．
點評：本題考查了物質性質的綜合應用，實驗驗證的方法設計，物質含量的滴定實驗方法和計算應用，題目難度中等．