Question

【題目】Na2S2O3俗稱大蘇打（海波）是重要的化工原料。用Na2SO3和硫粉在水溶液中加熱反應(yīng)，可以制得Na2S2O3。已知10℃和70℃時，Na2S2O3在100g水中的溶解度分別為60.0g和212g。常溫下，從溶液中析出的晶體是Na2S2O3·5H2O。

現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室欲制取Na2S2O3·5H2O晶體（Na2S2O3·5H2O的相對分子質(zhì)量為248）

步驟如下：

①稱取12.6g Na2SO3于燒杯中，溶于80.0mL水。

②另取4.0g硫粉，用少許乙醇潤濕后，加到上述溶液中。

③（如圖所示，部分裝置略去），水浴加熱，微沸，反應(yīng)約1小時后過濾。

④濾液在經(jīng)過______________、_____________后析出Na2S2O3·5H2O晶體。

⑤進(jìn)行減壓過濾并干燥。

（1）儀器B的名稱是________，其作用是____________________，加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是____________________________。

（2）步驟④應(yīng)采取的操作是_________________、________________。

（3）濾液中除Na2S2O3和可能未反應(yīng)完全的Na2SO3外，最可能存在的無機(jī)雜質(zhì)是___________。如果濾液中該雜質(zhì)的含量不很低，其檢測的方法是：______________________________。

（4）為了測產(chǎn)品的純度，稱取7.40g 產(chǎn)品，配制成250mL溶液，用移液管移取25.00mL于錐形瓶中，滴加淀粉溶液作指示劑，再用濃度為0.0500mol/L 的碘水，用__________（填“酸式”或“堿式”）滴定管來滴定（2S2O32－ + I2 ＝ S4O62－ + 2I－），滴定結(jié)果如下：

滴定次數(shù)	滴定前讀數(shù)（mL）	滴定后讀數(shù)（mL）
第一次	0.30	30.52
第二次	0.36	31.06
第三次	1.10	31.28

則所得產(chǎn)品的純度為______________________________，你認(rèn)為影響純度的主要原因是（不考慮操作引起誤差）_________________________________。

Answer 1

【答案】蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 球形冷凝管 冷凝回流 增加反應(yīng)物接觸面積，提高反應(yīng)速率 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 Na2SO4 取少量濾液于試管中，加稀鹽酸至溶液呈酸性，靜置，取上層清液（或過濾除去S后的濾液）于另一支試管中，向該試管中滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)渾濁，證明原濾液中含Na2SO4 酸式 101.2% 含有的Na2SO3也會和I2發(fā)生反應(yīng)，從而影響純度

【解析】

本題以Na2S2O3·5H2O晶體的制備及其樣品純度的測定為背景，考查考生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)識和解決實(shí)際問題的能力。硫粉不溶于水，制備過程硫粉與水溶液中的Na2SO3不能充分的接觸，影響反應(yīng)速率，用乙醇濕潤硫粉的目的就要從這些方面分析。溫度越高Na2S2O3溶解度越大，所以冷卻其較高溫度下的飽和溶液，可得到Na2S2O3·5H2O晶體。SO32-有較強(qiáng)的還原性，加熱條件下更易被溶解在溶液中的O2氧化，分析濾液中的雜質(zhì)要考慮這一點(diǎn)。用已知濃度的碘水滴定Na2S2O3溶液來測定樣品純度，而I2也能夠氧化SO32-，這是實(shí)驗(yàn)原理不完善帶來的系統(tǒng)誤差。由此分析。

(1)根據(jù)裝置圖可知，儀器B為球形冷凝管，使水蒸氣冷凝回流，防止反應(yīng)液中水分大量流失而析出晶體。硫粉難溶于水而微溶于乙醇，用乙醇濕潤可使硫粉易于分散到溶液中，增大硫與Na2SO3的接解面積，加快反應(yīng)速率。

(2)由100C和700C下的Na2S2O3的溶解度數(shù)據(jù)可知，溫度越高Na2S2O3溶解度越大，可以先蒸發(fā)濃縮得到較高溫度下的Na2S2O3的飽和溶液，然后冷卻結(jié)晶，即可制備Na2S2O3·5H2O晶體。所以步驟④應(yīng)采取的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。

(3)SO32-具有較強(qiáng)的還原性，加熱過程中溶解在溶液中的O2氧化了部分SO32-生成SO42-，所以濾液中很可能存在Na2SO4。檢驗(yàn)Na2SO4的存在，只需檢驗(yàn)SO42-離子，但要排除SO32-和S2O32-的干擾，先用鹽酸酸化：Na2SO3+2HCl=SO2↑+H2O+2NaCl，Na2S2O3+2HCl=S↓+SO2↑+H2O+2NaCl，再加入BaCl2溶液：Ba2++SO42-=BaSO4↓，產(chǎn)生不溶于鹽酸的白色沉淀即證明濾液中含Na2SO4雜質(zhì)。所以檢驗(yàn)方法是：取少許濾液于試管中，加稀鹽酸至溶液呈酸性，靜置，取上層清液（或過濾除去S后的濾液）于另一支試管中，向該試管中加入BaCl2溶液，若出現(xiàn)渾濁則證明原濾液中含Na2SO4。

(4) I2能與橡膠發(fā)生加成反應(yīng)而腐蝕橡膠，不能用堿式滴定管，只能用酸式滴定管盛裝碘水進(jìn)行滴定。由表中數(shù)據(jù)可知三次實(shí)驗(yàn)消耗碘水體積分別為30.22mL、30.70mL、30.18mL，顯然第二次實(shí)驗(yàn)誤差太大舍去，平均消耗碘水體積為=30.20mL。設(shè)所配樣品溶液的濃度為c(Na2S2O3)，

列比例式： ，解得c(Na2S2O3)=0.1208mol/L

7.40g樣品中Na2S2O3·5H2O的物質(zhì)的量=n(Na2S2O3)=0.25L×0.1208mol/L=0.0302mol,樣品的純度=×100%=101.2%。因?yàn)?/span>SO32-有較強(qiáng)的還原性，也能被I2氧化，所以滴定中消耗的碘水體積偏大，使計算得到的純度值偏大。