Question

硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。工业上常利用含硫废水生产Na₂S₂O₃•5H₂O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。

烧瓶C中发生反应如下：

Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）=Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）       （I）

2H₂S（aq）+SO₂（g）=3S（s）+2H₂O（l）                    （II）

S（s）+Na₂SO₃（aq）Na₂S₂O₃（aq）                     （III）   

（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若         ，则整个装置气密性良好。装置D的作用是                  。装置E中为           溶液。

（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反应，则烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物质的量之比为              。

（3）装置B的作用之一是观察SO₂的生成速率，其中的液体最好选择           。

a．蒸馏水                      b．饱和Na₂SO₃溶液

c．饱和NaHSO₃溶液              d．饱和NaHCO₃溶液

（4）实验中，为使SO₂缓慢进入烧瓶C，采用的操作是            。

（5）已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是               。

（6）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩冷却，过滤，洗涤，干燥，即得到粗产品（主要含有Na₂S₂O₃•5H₂O和其他杂质）。某兴趣小组为测定该产品纯度，准确称取4.96　g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.1000　mol•L¯1碘的标准溶液滴定。反应原理为：2S₂O₃^2－＋I₂＝S₄O₆^2－＋2I¯，滴定至终点时，滴定起始和终点的液面位置如下图，则产品的纯度为_____。经仪器分析，该产品纯度为16%，分析该兴趣小组测定产品纯度偏差的原因（忽略人为误差）         。[M（Na₂S₂O₃•5H₂O）=248g／mol]

Answer

（1）液柱高度保持不变 防止倒吸 NaOH（合理即得分）

（2）2:1 c 控制滴加硫酸的速度（合理即得分）

溶液变澄清（或浑浊消失） （6）18.1%

粗产品中含有Na2SO3（或Na2S）可以消耗I2，使消耗的碘水体积偏大

【解析】

试题分析：（1）检验装置的气密性，用气体的压强的变化来检验，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若一段时间内，液柱高度保持不变，证明装置的气密性良好；D为安全瓶，可防止发生倒吸；二氧化硫或硫化氢溶于水呈酸性，所以用氢氧化钠溶液吸收，则装置E中盛放的是NaOH溶液；

（2）根据题目所给3个反应方程式，可得出对应关系：2Na2S～2H2S～3S～3 Na2SO3，2Na2S反应时同时生成2Na2SO3，所以还需要1Na2SO3，因此烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2:1；

（3）SO2易溶于水，能与Na2SO3溶液、NaHCO3溶液反应，但在NaHSO3溶液中溶解度较小，所以选择饱和亚硫酸氢钠溶液，答案选c；

（4）SO2通过70% H2SO4与Na2SO3反应制取，所以为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度；

（5）反应III是固体S与亚硫酸钠的反应，所以烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或浑浊消失）；

（6）根据图中示数，起始读数为0.00mL，终点时读数是18.10mL，则消耗标准碘溶液的体积为18.10mL，则Na2S2O3•5H2O的质量是0.0181L×0.1000mol/L×2×248g／mol＝0.89776g，则Na2S2O3•5H2O的纯度是0.89776g/4.96g×100%＝18.1%。粗产品中含有Na2SO3（或Na2S）可以消耗I2，使消耗的碘水体积偏大，使测定结果偏高。

【考点定位】本题主要是考查装置气密性的检查，物质性质的应用，对实验装置的分析判断、含量测定等

【名师点晴】本题改变了往年以化学工艺流程为载体的呈现方式，而是把工业上利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O的过程搬到实验室来，以中学化学实验中各种常见仪器的科学组装、合理搭配为载体，把生产流程以实验室模拟的方式呈现给考生。不仅考查考生对气密性检查原理的深度理解，还考查考生科学、规范的语言表达能力，本题以物质的制备为主线，设计相应问题，考查考生实验探究能力和实践创新能力。明确相关物质的性质和实验原理是解答的关键，难点是装置气密性检验和计算以及误差分析。