Question

13．某學(xué)習(xí)小組按如下實驗流程制取連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）并進行純度 的測定．
實驗（一）連二亞硫酸鈉的制取

連二亞硫酸鈉的相關(guān)性質(zhì)：
①可溶于水，但不溶于乙醇
②具有強還原性
③能與AgNO₃在溶液中以物質(zhì)的量比1：2反應(yīng)
實驗（二）連二亞硫酸鈉的純度測定
稱取粗產(chǎn)品5.000g加水溶解，用NaOH溶液堿化后，加入一定量的AgNO₃溶液 恰好完全反應(yīng)，將溶液中生成的納米級的銀粉過濾、洗滌、干燥后稱重，得到銀4.320g． 請回答下列問題：
（1）實驗（一）步驟①中常溫下通入氣體A的化學(xué)式為SO₂
（2）實驗（一）步驟②中加入NaCl固體的作用為降低Na₂S₂O₄的溶解度或增大Na+的濃度以便于Na₂S₂O₄析出，過濾后用含少量水的乙醇（填試劑名稱）洗滌、再干燥后就可以得到較純凈的連二亞硫酸鈉．
（3）連二亞硫酸鈉在堿性條件下與AgNO₃溶液反應(yīng)的離子方程式為2Ag⁺+S₂O₄^2-+4OH^-═2Ag↓+2SO₃^2-+2H₂O
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，計算粗產(chǎn)品中連二亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)69.60%
（4）測出的連二亞硫酸鈉的純度比實際值小，若排除實驗過程中的操作誤差，則可能的原因是生成的納米級的銀粉有部分穿過濾紙到濾液中去了．

Answer 1

分析 實驗流程的目的是制取連二亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）并進行純度的測定，根據(jù)流程圖分析，鋅粉加水形成分散系，為懸濁液，通入氣體A調(diào)至溶液pH=3，產(chǎn)生B溶液ZnS₂O₄溶液，根據(jù)元素守恒，通入的氣體含有S元素，則A應(yīng)為SO₂氣體，向B溶液加入18%的NaOH溶液，生成沉淀為Zn（OH）₂，溶液C為Na₂S₂O₄溶液，加入NaCl固體冷卻至20℃，溶液D為NaCl溶液，固體為Na₂S₂O₄，制得粗產(chǎn)品，結(jié)合Na₂S₂O₄的相關(guān)性質(zhì)，據(jù)此分析．

解答 解：（1）實驗（一）步驟①中常溫下通入氣體A，調(diào)至溶液pH=3，產(chǎn)生B溶液ZnS₂O₄溶液，根據(jù)元素守恒，通入的氣體含有S元素，則A應(yīng)為SO₂氣體，化學(xué)式為SO₂，
故答案為：SO₂；
（2）實驗（一）步驟②中加入NaCl固體，析出了Na₂S₂O₄固體，可見加入了NaCl，使Na₂S₂O₄的溶解度降低，則加入NaCl固體的作用為：降低Na₂S₂O₄的溶解度或增大Na+的濃度以便于Na₂S₂O₄析出，
已知Na₂S₂O₄可溶于水，但不溶于乙醇，因此洗滌固體時，用含有少量水的乙醇洗滌，
故答案為：降低Na₂S₂O₄的溶解度或增大Na+的濃度以便于Na₂S₂O₄析出；含少量水的乙醇；
（3）連二亞硫酸鈉在堿性條件下與AgNO₃溶液反應(yīng)，已知Na2S2O4能與AgNO₃在溶液中以物質(zhì)的量比1：2反應(yīng)
，具有強還原性，反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，Ag⁺被還原為Ag，根據(jù)電子得失守恒，2molAg⁺得到2mol電子，則1molS₂O₄^2-反應(yīng)失去2mol電子，據(jù)此判斷，S₂O₄^2-被氧化為SO₃^2-，則反應(yīng)的離子方程式為：2Ag⁺+S₂O₄^2-+4OH^-═2Ag↓+2SO₃^2-+2H₂O，
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，稱取粗產(chǎn)品5.000g加水溶解，用NaOH溶液堿化后，加入一定量的AgNO₃溶液恰好完全反應(yīng)，將溶液中生成的納米級的銀粉過濾、洗滌、干燥后稱重，得到銀4.320g，則得到Ag的物質(zhì)的量為n（Ag）=$\frac{4.320g}{108g/mol}$=0.04mol，根據(jù)反應(yīng)方程式，消耗的Na₂S₂O₄的物質(zhì)的量為n（Na₂S₂O₄）=0.02mol，質(zhì)量為m=0.02mol×174g/mol=3.48g，則粗產(chǎn)品中連二亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w=$\frac{m}{5.000g}×100%$=69.60%，
故答案為：2Ag⁺+S₂O₄^2-+4OH^-═2Ag↓+2SO₃^2-+2H₂O；69.60%；
（4）測出的連二亞硫酸鈉的純度比實際值小，表明相對于實際而言，反應(yīng)少生成了Na₂S₂O₄，而計算產(chǎn)生的Na₂S₂O₄的量是通過產(chǎn)生的銀粉計算的，則可認(rèn)為是少生了部分銀粉，若排除實驗過程中的操作誤差，考慮到反應(yīng)產(chǎn)生了納米級的銀粉，過濾時，納米級銀粉會穿過濾紙到濾液中，這一部分銀粉稱量時就是損耗了，導(dǎo)致實際上銀粉質(zhì)量偏少，也就導(dǎo)致測出的連二亞硫酸鈉的純度比實際值小，則可能的原因為：生成的納米級的銀粉有部分穿過濾紙到濾液中去了，
故答案為：生成的納米級的銀粉有部分穿過濾紙到濾液中去了．

點評 本題考查Na₂S₂O₄的制取流程，屬無機化學(xué)流程，根據(jù)流程圖，結(jié)合已知的Na₂S₂O₄的相關(guān)性質(zhì)，弄清楚每步流程的內(nèi)容和反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，牢牢把握守恒思想，題目難度中等．值得一提的是，連二亞硫酸鈉，又被稱為保險粉，具有一定的還原性．