Question

【題目】硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)俗名“大蘇打”。已知它易溶于水，難溶于乙醇，在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定，受熱、遇酸易分解。某實驗室模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉，其反應裝置及所需試劑如圖：

（1）裝置甲中，a儀器的名稱是____________；a中盛有濃硫酸，b中盛有亞硫酸鈉，實驗中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有_________________________(寫出一條即可)。

（2）裝置乙的作用是____________________________________。

（3）裝置丙中，將Na2S和Na2CO3以2：1的物質的量之比配成溶液再通入SO2，便可制得Na2S2O3和CO2。反應的化學方程式為：________________________________________。

（4）本實驗所用的Na2CO3中含少量NaOH，檢驗含有NaOH的實驗方案為_________。(實驗中供選用的試劑及儀器：CaCl2溶液、Ca(OH)2溶液、酚酞溶液、蒸餾水、pH計、燒杯、試管、滴管．提示：室溫時CaCO3飽和溶液的pH=9.5)

（5）反應結束后過濾丙中的混合物，濾液經蒸發(fā)、結晶、過濾、洗滌、干燥等得到產品，生成的硫代硫酸鈉粗品可用_____________洗滌。為了測定粗產品中Na2S2O3·5H2O的含量，采用在酸性條件下用KMnO4標準液滴定的方法(假設粗產品中的雜質與酸性KMnO4溶液不反應)。稱取1.50g粗產品溶于水，用0.20 mol·L－1KMnO4溶液(加適量稀硫酸酸化)滴定，當溶液中全部被氧化為時，消耗高錳酸鉀溶液體積40.00mL。

①寫出反應的離子方程式：________________________________________。

②產品中Na2S2O3·5H2O的質量分數(shù)為____________________(保留小數(shù)點后一位)。

Answer 1

【答案】分液漏斗 控制反應溫度、控制滴加硫酸的速度 安全瓶，防倒吸 4SO2+2Na2S+Na2CO3＝3Na2S2O3+CO2 取少量樣品于試管(燒杯)中，加水溶解，加入過量的CaCl2溶液，振蕩(攪拌)，靜置，用pH計測定上層清液的pH，若pH大于9．5，則含有NaOH 乙醇 82.7％

【解析】

裝置甲為二氧化硫的制取：Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O，丙裝置為Na2S2O3的生成裝置：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2，因SO2易溶于堿性溶液，為防止產生倒吸，在甲、丙之間增加了乙裝置；另外二氧化硫有毒，不能直接排放到空氣中，裝置丁作用為尾氣吸收裝置，吸收未反應的二氧化硫。據此解答。

(1)裝置甲中，a儀器的名稱是分液漏斗；利用分液漏斗控制滴加硫酸的速度、控制反應溫度等措施均能有效控制SO2生成速率；

(2)SO2易溶于堿性溶液，則裝置乙的作用是安全瓶，防倒吸；

(3)Na2S和Na2CO3以2：1的物質的量之比配成溶液再通入SO2，即生成Na2S2O3和CO2，結合原子守恒即可得到發(fā)生反應的化學方程式為4SO2+2Na2S+Na2CO3＝3Na2S2O3+CO2；

(4)碳酸鈉溶液和NaOH溶液均呈堿性，不能直接測溶液的pH或滴加酚酞，需要先排除Na2CO3的干擾，可取少量樣品于試管(燒杯)中，加水溶解，加入過量的CaCl2溶液，振蕩(攪拌)，靜置，用pH計測定上層清液的pH，若pH大于9.5，則含有NaOH；

(5)硫代硫酸鈉易溶于水，難溶于乙醇，在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定，則硫代硫酸鈉粗品可用乙醇洗滌；

①Na2S2O3溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，溶液中全部被氧化為，同時有Mn2+生成，結合電子守恒和原子守恒可知發(fā)生反應的離子方程式為5S2O32-+8MnO4-+14H+＝8Mn2++10SO42-+7H2O；

②由方程式可知n(Na2S2O35H2O)=n(S2O32-)=n(KMnO4)=×0.04L×0.2mol/L=0.005mol，則m(Na2S2O35H2O)=0.005mol×248g/mol=1.24g，則Na2S2O35H2O在產品中的質量分數(shù)為×100%=82.7%。