Question

（14分）Na₂S₂O₃可做分析试剂。它易溶于水，遇酸易分解。某研究小组进行如下实验：

【实验一】Na₂S₂O₃·5H₂O的制备

I 实验原理：Na₂SO₃(aq)＋S(s)△ Na₂S₂O₃(aq)

II 实验装置：如图1所示，有关物质的溶解度曲线如图2所示：

III 实验步骤：

（1）检查装置气密性，按图1所示加入试剂，其中装置B和D中加的是         ，装置C中的硫粉应事先研细并用乙醇润湿，否则会影响                             。

（2）打开K₁、关闭K₂，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸并加热，烧瓶内发生反应的化学方程式：           。C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少。

（3）当C中溶液的pH接近7时，打开K₂、关闭K₁并停止加热。采取该措施的理由是        。

（4）将C中的混合液过滤，将滤液经过        、       、过滤、洗涤、烘干，可得粗产品Na₂S₂O₃·5H₂O。

IV 产品检测：

（5）粗产品中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质，利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na₂SO₄，简要说明实验操作，现象和结论：                                          。

供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液

【实验二】自来水中余氯的测定

含氯消毒剂给自来水消毒后有余氯。测定自来水中余氯含量的方案如下：在250ml碘量瓶中（或具塞锥形瓶中）放置0.5g碘化钾，加10ml稀硫酸，准确量取流动水样100ml（打开自来水龙头，待水流数十秒后再取水样）置于碘量瓶，迅速塞上塞摇动，见水样呈淡黄色，加1ml淀粉溶液变蓝，则说明水样中有余氯。再以C mol/L标准Na₂S₂O₃溶液滴定，至溶液蓝色消失呈无色透明溶液，记下硫代硫酸钠溶液的体积。

(已知：滴定时反应的化学方程式为I₂＋2Na₂S₂O₃=2NaI＋Na₂S₄O₆)

（6）若该自来水是以漂白粉消毒，能说明水样中有余氯的反应离子方程式为         。

（7）按上述方案实验，消耗标准Na₂S₂O₃溶液V mL，该次实验测得自来水样品中余氯量(以游离Cl₂计算)为____       mg·L^－1。在上述实验过程中，若“塞上塞摇动”动作不够迅速，则测得结果      (填“偏高”“偏低”或“不变”)。

Answer

（1）NaOH溶液（1分）；会降低反应速率（或会减少产量）（1分）。

（2）Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O（2分）

（3）防止SO2过量，溶液呈现酸性，导致生成的Na2S2O3分解。（2分，合理即得分）

（4）蒸发浓缩（1分）、 冷却结晶（1分）

（5）取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。（2分）

（6）ClO－＋2I－＋2H＋=Cl－＋I2＋H2O（2分）

（7）355CV （1分）；偏高（1分）。

【解析】

试题分析：（1）检查装置气密性，按图1所示加入试剂，其中装置B和D中加的是NaOH溶液，B是为了SO2过量，使C中呈酸性，影响Na2S2O3的产率；D是防止过量的SO2污染空气；S单质不溶于水，微溶于乙醇，乙醇与水混溶，装置 C中的硫粉事先研细并用乙醇润湿，就可以增大与Na2SO3的接触面积，因此就可以加快Na2SO3(aq)＋S(s)△ Na2S2O3(aq)的反应速率，否则会会降低反应速率（或会减少产量）；（2）打开K1、关闭K2，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸并加热，烧瓶内Cu与浓硫酸混合加热发生反应制取SO2气体，反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O；（3）当C中溶液的pH接近7时，打开K2、关闭K1并停止加热。采取该措施的理由是防止SO2过量，溶液呈现酸性，导致生成的Na2S2O3分解。（4）将C中的混合液过滤，将滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，可得粗产品Na2S2O3·5H2O。（5）粗产品中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质，利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，方法是取少量产品溶于足量稀盐酸，以除去其中含有的Na2S2O3·5H2O 及可能含有的Na2SO3；静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。（6）漂白粉的成分是CaCl2、Ca(ClO)2，若该自来水是以漂白粉消毒，ClO-有强的氧化性，则加入碘化钾会发生反应：ClO－＋2I－＋2H＋=Cl－＋I2＋H2O，产生的碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色，就证明水样中有余氯。（7）根据电子转移数目相等，可得反应方程式：Cl2＋2I－=2Cl－＋I2，I2＋2S2O32-=2I-＋S4O62-可得关系式：Cl2——I2——2S2O32-,n(S2O32-)=C mol/L×V mL×10-3L/ml =CV×10-3mol，则n(Cl2)= 5CV×10-4mol, 该次实验测得自来水样品中余氯量是5CV×10-4mol/100ml ×1000ml/L×71000mg/mol=355CVmg/L；在上述实验过程中，若“塞上塞摇动”动作不够迅速，则加入的Na2S2O3会与装置中的空气发生反应，是消耗量增大，因此导致测得结果偏高。

考点：考查物质的制备的工业流程的知识。