Question

（15分）硫代硫酸钠俗称“海波”，又名“大苏打”，溶液具有弱碱性和较强的还原性，是棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂。硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图（a）所示。

已知：Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图（b）所示，

（1）Na₂S₂O₃·5H₂O的制备：

步骤1：如图连接好装置后，检查A、C装置气密性的操作是          ．

步骤2：加入药品，打开K₁、关闭K₂，加热。装置B、D中的药品可选用下列物质中的       （填编号）。

A．NaOH溶液            B．浓H₂SO₄

C．酸性KMnO₄溶液       D．饱和NaHCO₃溶液

步骤3：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。当C中溶液的pH          时，打开K₂、关闭K₁并停止加热；C中溶液要控制pH的原因是            。

步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过加热浓缩，趁热过滤，再将滤液          、过滤、        、烘干，得到产品。

（2）Na₂S₂O₃性质的检验：

向足量的新制氯水中滴加少量Na₂S₂O₃溶液，氯水颜色变浅，检查反应后溶液中含有硫酸根，写出该反应的化学方程式     ，

（3）常用Na₂S₂O₃溶液测定废水中Ba²⁺浓度，步骤如下：取废水25.00 mL，控制适当的酸度加入足量K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解．此时CrO²₄全部转化为Cr₂O^2-₇；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010 mol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na₂S₂O₃溶液18. 00 mL。部分反应的离子方程式为：

Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=3I₂+2Cr³⁺+3I₂+7H₂O

I₂+2S₂O₃^2-=S₄O₆^2-+2I^-

则该废水中Ba²⁺的物质的量浓度为          。

Answer

（1）关闭K2打开K1，在D中加水淹没导管末端，用热毛巾或双手捂住烧瓶 ，

ADC； pH接近大于7到10之间都给分；硫代硫酸钠在酸性溶液中不稳定；冷却结晶， 洗涤。

（2）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl （3）0.0024mol/L

【解析】

试题分析：（1）根据装置图的特点，检查A、C装置气密性的操作是关闭K2打开K1，在D中加水淹没导管末端，用热毛巾或双手捂住烧瓶，若导气管末端有气泡冒出，松开热毛巾，在导气管中形成一段水柱，说明气密性良好。装置B、D的作用吸收SO2 ，防止污染空气，所以药品选用与SO2 反应的物质，下列物质中的NaOH、饱和NaHCO3溶液、酸性KMnO4溶液与SO2 反应，而浓硫酸不反应，选ADC；由于Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，容易分解，所以把pH控制在大于7，小于10之间；根据硫代硫酸钠的溶解度曲线图可知，硫代硫酸钠的溶解度随温度的升高而增大，所以获得产品的操作是将滤液经过加热浓缩，趁热过滤，再将滤液冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品。

（2）向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水颜色变浅，检查反应后溶液中含有硫酸根，说明S2O32-与Cl2反应生成SO42-，硫元素由+2价升高到+6价，则Cl2需得电子生成Cl－,该反应的化学方程式为Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl。

（3）根据题给信息可得关系式Ba2+—BaCrO4—0.5CrO42－—1.5I2—3Na2S2O3，

则n(Ba2+)=1/3×0.010×18/1000=0.00006mol，c(Ba2+)=0.0006/0.025=0.0024mol/L

考点：考查硫代硫酸钠制备实验的基本操作，硫代硫酸钠的性质及滴定等知识。