Question

11．Na₂S₂O₃是重要的化工原料，易溶于水，在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定．
Ⅰ．制備Na₂S₂O₃•5H₂O
反應原理：Na₂SO₃ （aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃ （aq）
實驗步驟：
①稱取15g Na₂SO₃加入圓底燒瓶中，再加入80mL蒸餾水． 另取5g研細的硫粉，用3mL乙醇潤濕，加入上述溶液中．
②安裝實驗裝置（如圖所示，部分夾持裝置略去），水浴加熱，微沸60分鐘．
③趁熱過濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出Na₂S₂O₃•5H₂O，經(jīng)過濾、洗滌、低溫干燥，得到產(chǎn)品．
回答問題：
（1）Na₂S₂O₃ 中硫元素的化合價為+2；Na₂S₂O₃在強酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，其原因為S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+2H₂O（用離子方程式表示）．
（2）儀器a的名稱是冷凝管，其作用是冷凝回流乙醇
（3）產(chǎn)品中除了有未反應的Na₂SO₃外，最可能存在的無機雜質是Na₂SO₄． 檢驗其是否存在的方法是取少量產(chǎn)品溶于過量稀鹽酸，過濾，向濾液中滴加BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀說明產(chǎn)品中含有Na₂SO₄．
Ⅱ．測定產(chǎn)品純度
準確稱取W g產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.100 0mol•L^-1碘的標準溶液滴定（反應原理為：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-）．
（4）滴定至終點時，溶液顏色的變化：由無色變藍色，半分鐘內不褪色．
（5）滴定結束后消耗碘的標準溶液體積為20.00mL．產(chǎn)品的純度為（用含W的代數(shù)式表示）$\frac{0.992}{W}×100%$．

Answer 1

分析 Ⅰ（1）根據(jù)化合物中化合價代數(shù)和為0計算；Na₂S₂O₃在強酸性溶液中生成硫單質和二氧化硫；
（2）根據(jù)儀器構造和作用可得；
（3）由于S₂O₃^2?具有還原性，易被氧氣氧化成硫酸根離子可知雜質為硫酸鈉；根據(jù)檢驗硫酸根離子的方法檢驗雜質硫酸鈉；
Ⅱ（4）滴定前溶液為無色，滴定結束后，碘單質使淀粉變藍；
（5）依據(jù)化學反應方程式2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₄^2-+2I^-計算．

解答 解：I （1）Na₂S₂O₃ 中鈉元素化合價為+1加，氧元素化合價為-2價，化合物中化合價代數(shù)和為0，則硫元素的化合價為+2價；Na₂S₂O₃在強酸性溶液中生成硫單質和二氧化硫，發(fā)生的反應為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+2H₂O；
故答案為：+2；S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+2H₂O；
（2）儀器a為：冷凝管，作用是冷凝回流乙醇；
故答案為：冷凝管；冷凝回流乙醇；
（3  ）S₂O₃^2?具有還原性，能夠被氧氣氧化成硫酸根離子，所以可能存在的雜質是硫酸鈉；檢驗硫酸鈉的方法為：取少量產(chǎn)品溶于過量稀鹽酸，過濾，向濾液中加BaCl₂溶液，若有白色沉淀，則產(chǎn)品中含有Na₂SO₄；
故答案為：Na₂SO₄；取少量產(chǎn)品溶于過量稀鹽酸，過濾，向濾液中滴加BaCl₂溶液，若產(chǎn)生白色沉淀說明產(chǎn)品中含有Na₂SO₄；
II （4）滴定結束后，碘單質使淀粉變藍，所以滴定終點時溶液顏色變化為：由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內部褪色；
故答案為：由無色變藍色，半分鐘內不褪色；
（5）2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，
           2       1
          x      0.100 0mol•L^-1×20×10^-3mL
解x=0.002mol，故Na₂S₂O₃•5H₂O的物質的量為0.002mol，質量為：0.002×248g/mol=0.992g，則W g產(chǎn)品的純度為：$\frac{0.992}{W}×100%$；
故答案為：$\frac{0.992}{W}×100%$．

點評 本題考查化學實驗制備，涉及儀器識別、離子的檢驗方法、氧化還原反應滴定與計算、離子方程式書寫等，是對學生綜合能力的考查，難度中等．