Question

【題目】人教版高中化學選修4實驗2-3中用到了硫代硫酸鈉，某化學興趣小組對這一物質展開了如下探究。

實驗一．制備Na2S2O3·5H2O

通過查閱資料，該化學興趣小組設計了如下的裝置(略去部分夾持儀器)來制取Na2S2O3·5H2O晶體。

已知燒瓶C中發生如下三個反應：

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

2H2S(aq)＋SO2(g) ＝3S(s)＋2H2O(l) ; S(s)＋Na2SO3(aq) Na2S2O3(aq)

（1）寫出A中的化學反應方程式___________________________________。

（2）裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率。控制SO2生成速率可以采取的措施有_________________________（寫一條）

（3）裝置E的作用是____________________。

（4）為提高產品純度，應使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應，則燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質的量之比為_________________________。

實驗二．性質探究

（5）常溫下，用pH試紙測定0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液pH值約為8，測定時的具體操作是_______________________________________________________。

（6）向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水顏色變淺，有硫酸根離子生成，寫出該反應的離子化學方程式________________________________________。

實驗三．Na2S2O3的應用

（7）用Na2S2O3溶液測定廢水中Ba2＋濃度，步驟如下：取廢水25.00 mL，控制適當的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；過濾、洗滌后，用適量稀鹽酸溶解。此時CrO42－全部轉化為Cr2O72－；再加過量KI溶液，充分反應后，加入淀粉溶液作指示劑，用0.0100 mol·L－1的Na2S2O3標準溶液進行滴定，反應完全時，相關數據記錄如下表所示：

滴定次數	1	2	3	4
消耗Na2S2O3標準溶液的體積/mL	18.02	20.03	17.98	18.00

部分反應的離子方程式為：① Cr2O72－＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O

② I2＋2S2O32－===S4O62－＋2I－

滴定時Na2S2O3標準溶液應該用_____________________(填儀器名稱)盛裝，該廢水中Ba2＋的物質的量濃度為_______________________span>。

Answer 1

【答案】 Na2SO3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O 調節硫酸的滴加速度 吸收多余的SO2或H2S，防止污染環境 2:1 取一小段pH試紙于表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液點在pH試紙中段，與比色卡對照，讀出溶液的pH值 S2O32－＋4Cl2＋5H2O＝2SO42－＋10H+＋8Cl－ 堿式滴定管 0.0024 mol·L－1

【解析】(1)A中亞硫酸鈉與硫酸反應生成二氧化硫和硫酸鈉，反應的化學方程式為Na2SO3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O，故答案為：Na2SO3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O；

(2)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率。控制SO2生成速率可以通過調節硫酸的滴加速度實現，故答案為：調節硫酸的滴加速度；

(3)在裝置C中，通入的二氧化硫使溶液呈現酸性，在酸性溶液中，存在Na2S(aq)＋H2O(l)＋SO2(g) ＝ Na2SO3(aq)＋H2S(aq) 、2H2S(aq)＋SO2(g) ＝3S(s)＋2H2O(l)、S(s)＋Na2SO3(aq) Na2S2O3(aq)，二氧化硫和硫化氫會污染環境，因此裝置E可以吸收多余的SO2或H2S，防止污染環境，故答案為：吸收多余的SO2或H2S，防止污染環境；

(4)為提高產品純度，應使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應，根據2H2S(aq)＋SO2(g) ＝3S(s)＋2H2O(l)，燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質的量之比為2:1，故答案為：2:1；

(5)常溫下，用pH試紙測定0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液pH值約為8，測定的具體操作為取一小段pH試紙于表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液點在pH試紙中段，與比色卡對照，讀出溶液的pH值，故答案為：取一小段pH試紙于表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液點在pH試紙中段，與比色卡對照，讀出溶液的pH值；

(6)向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水顏色變淺，有硫酸根離子生成，氯氣被還原為氯離子，反應的離子化學方程式為S2O32－＋4Cl2＋5H2O＝2SO42－＋10H+＋8Cl－，故答案為：S2O32－＋4Cl2＋5H2O＝2SO42－＋10H+＋8Cl－；

(7)Na2S2O3溶液水解，溶液顯堿性，應該選用堿式滴定管盛放Na2S2O3溶液進行滴定；根據表中數據可知，數據2有較大偏差，應舍去，消耗Na2S2O3標準溶液的體積為數據1、2、3的平均值，體積為mL=18.00mL，根據反應①Cr2O72-+61-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O；②I2＋2S2O32－===S4O62－＋2I－，可得關系式6n(S2O32-)～n(Cr2O72-)～2n(Ba2+)，滴定用去的Na2S2O3的物質的量為0.010 mol/L×0.018L=1.8×10-4mol，所以Ba2+的物質的量為×1.8×10-4mol=6×10-5mol，25.00mL廢水中Ba2+的物質的量濃度為mol/L=0.0024 mol/L ，故答案為：堿式滴定管；0.0024 mol/L。