Question

硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）可由亞硫酸鈉和硫粉通過(guò)化合反應(yīng)制得．
已知：Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在．
（1）某研究小組設(shè)計(jì)了制備N(xiāo)a₂S₂0₃_5H₂0裝置和部分操作步驟如圖．
I．打開(kāi)K₁關(guān)閉K₂，向圓底燒瓶中加入足量濃硫酸，加熱．
II．C中混合液被氣流攪動(dòng)，反應(yīng)一段時(shí)間后，硫粉的域逐漸減少，當(dāng)C中溶液的pH 接近7時(shí)，打開(kāi)K₂，關(guān)閉K₁即停止C中的反應(yīng)，停止加熱．
III．過(guò)濾C中的混合液．
IV．將濾液經(jīng)過(guò)

 

、

 

、過(guò)濾、洗潘、烘干，得到產(chǎn)品Na₂S₂0₃.5H₂0．
①I(mǎi)I中，“當(dāng)C中溶液的pH接近7時(shí)即停止C中的反應(yīng)”的原因是

 

（用離子方程式表示）．
②IV中，操作步驟是

 

、

 

．
③裝置B中盛放的試劑是（填化學(xué)式）

 

溶液．
④有一小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，二氧化硫氣體產(chǎn)生緩慢以致后續(xù)現(xiàn)象不明顯，但又不存在氣密性問(wèn)題，請(qǐng)你推測(cè)可能的原因

 

（2）常用Na₂S₂O₃溶液測(cè)定廢水中Ba²+濃度，步驟如下：取廢水25.00mL，控制適當(dāng)?shù)乃岫燃尤胱懔?nbsp;K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；過(guò)濾、洗滌后，用適量稀鹽酸溶解，此時(shí)CrO

2- 4

全部轉(zhuǎn)化為Cr₂O

2- 7

；再加過(guò)KI溶液，充分反應(yīng)后得混合溶液V mL，將其平均分成4等份，加入淀粉溶液作指示劑，用0.0010mol?L^-1 的Na₂S₂Cb溶液進(jìn)行滴定，反應(yīng)完全時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表所示：

編號(hào)	1	2	3	4
消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL	18.02	17.98	18.00	20.03

部分反應(yīng)離子方程式為：
①Cr₂O

2- 7

+6I^-+14H⁺=2Cr^3-+3I₂+7H₂O；
②I₂+2S₂O

2- 3

=2I^-+S₄O

2- 6

．
則判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是

 

廢水中Ba²⁺的物質(zhì)的量濃度

 

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)題目Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在的信息判斷；
②從濾液中獲取Na₂S₂O₃?5H₂O需蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶等操作；
③二氧化硫不能排放到空氣中，應(yīng)有尾氣處理裝置；
④二氧化硫氣體產(chǎn)生緩慢以致后續(xù)現(xiàn)象不明顯，但又不存在氣密性問(wèn)題，從濃硫酸濃度小，銅被氧化，固體含有不與濃硫酸反應(yīng)的雜質(zhì)分析判斷；
（2）達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液變藍(lán)，且半分鐘不改變；根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算．

解答：（1）①生成的SO₂和碳酸鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和CO₂，由于Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，反應(yīng)的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；
②Na₂S₂O₃?5H₂O受熱易分解，所需冷卻結(jié)晶，所以從濾液中獲取Na₂S₂O₃?5H₂O需蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶等操作，
故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；
③大氣污染物，需要尾氣處理，則裝置B中盛放的試劑是氫氧化鈉溶液，用來(lái)吸收SO₂，防止污染環(huán)境；
故答案為：NaOH溶液；
④二氧化硫氣體產(chǎn)生緩慢以致后續(xù)現(xiàn)象不明顯，但又不存在氣密性問(wèn)題，從濃硫酸濃度小，銅被氧化，固體含有不與濃硫酸反應(yīng)的雜質(zhì)分析判斷；
故答案為：濃硫酸濃度不夠或銅被氧化或固體中含不與濃硫酸不反應(yīng)的雜質(zhì)等；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，第4次實(shí)驗(yàn)中消耗I₂標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏小，舍去，則實(shí)際消耗I₂標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的平均值是

18.02+17.98+18.00

3

=18.00ml；溶液中發(fā)生的反應(yīng)為：2Ba²⁺+Cr₂O₇^2-=2BaCrO₄+2H^+； Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；根據(jù)方程式列出各物質(zhì)的關(guān)系為：
Ba²⁺～BaCrO₄～

1

2

Cr₂O₇^2-～

3

2

I₂～3S₂O₃^2-
1mol                          3mol
則n（Ba²⁺）=3n（S₂O₃^2-）=

1

3

×0.0100mol?L^-1×18.00×10^-3 L=6×10^-5mol，所以c（Ba²⁺）═

6×10-5mol

25×10-3L

=2.4×10^-3mol?L^-1，
故答案為：加入最后一滴Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液后，藍(lán)色消失，且半分鐘內(nèi)顏色不改變，：2.4×10^-3 mol?L^-1；

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的含量的測(cè)定、銅與濃硫酸的反應(yīng)，氣體的制備等知識(shí)，屬于中等難度試題的考查，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)．