Question

硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應制得．
已知：Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩定存在．
（1）某研究小組設計了制備Na₂S₂0₃_5H₂0裝置和部分操作步驟如圖．
I．打開K₁關閉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，反應一段時間后，硫粉的域逐漸減少，當C中溶液的pH 接近7時，打開K₂，關閉K₁即停止C中的反應，停止加熱．
III．過濾C中的混合液．
IV．將濾液經過

 

、

 

、過濾、洗潘、烘干，得到產品Na₂S₂0₃.5H₂0．
①II中，“當C中溶液的pH接近7時即停止C中的反應”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（填化學式）

 

溶液．
④有一小組在實驗中發現，二氧化硫氣體產生緩慢以致后續現象不明顯，但又不存在氣密性問題，請你推測可能的原因

 

（2）常用Na₂S₂O₃溶液測定廢水中Ba²+濃度，步驟如下：取廢水25.00mL，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CrO

2- 4

全部轉化為Cr₂O

2- 7

；再加過KI溶液，充分反應后得混合溶液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溶液進行滴定，反應完全時，相關數據記錄如下表所示：

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

部分反應離子方程式為：
①Cr₂O

2- 7

+6I^-+14H⁺=2Cr^3-+3I₂+7H₂O；
②I₂+2S₂O

2- 3

=2I^-+S₄O

2- 6

．
則判斷達到滴定終點的現象是

 

廢水中Ba²⁺的物質的量濃度

 

．

Answer 1

分析：（1）①根據題目Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩定存在的信息判斷；
②從濾液中獲取Na₂S₂O₃?5H₂O需蒸發濃縮冷卻結晶等操作；
③二氧化硫不能排放到空氣中，應有尾氣處理裝置；
④二氧化硫氣體產生緩慢以致后續現象不明顯，但又不存在氣密性問題，從濃硫酸濃度小，銅被氧化，固體含有不與濃硫酸反應的雜質分析判斷；
（2）達到滴定終點的現象是溶液變藍，且半分鐘不改變；根據反應的關系式計算．

解答：（1）①生成的SO₂和碳酸鈉反應生成亞硫酸鈉和CO₂，由于Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能穩定存在，反應的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；
②Na₂S₂O₃?5H₂O受熱易分解，所需冷卻結晶，所以從濾液中獲取Na₂S₂O₃?5H₂O需蒸發濃縮冷卻結晶等操作，
故答案為：蒸發濃縮，冷卻結晶；
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，用來吸收SO₂，防止污染環境；
故答案為：NaOH溶液；
④二氧化硫氣體產生緩慢以致后續現象不明顯，但又不存在氣密性問題，從濃硫酸濃度小，銅被氧化，固體含有不與濃硫酸反應的雜質分析判斷；
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的雜質等；
（2）根據表中數據可知，第4次實驗中消耗I₂標準溶液的體積偏小，舍去，則實際消耗I₂標準溶液的體積的平均值是

18.02+17.98+18.00

3

=18.00ml；溶液中發生的反應為：2Ba²⁺+Cr₂O₇^2-=2BaCrO₄+2H^+； Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；根據方程式列出各物質的關系為：
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標準溶液后，藍色消失，且半分鐘內顏色不改變，：2.4×10^-3 mol?L^-1；

點評：本題考查物質的含量的測定、銅與濃硫酸的反應，氣體的制備等知識，屬于中等難度試題的考查，試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力和規范嚴謹的實驗設計能力，提高學生的學科素養．