Question

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cmol/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VmL，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 会降低反应速率（或会减少产量)

（2）Cu＋2H2SO4（浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O

（3）防止SO2过量，溶液呈现酸性，导致生成的Na2S2O3分解

（4）蒸发浓缩 冷却结晶

（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

（6）ClO－＋2I－＋2H＋Cl－＋I2＋H2O

（7）355cV 偏高

【解析】

试题分析：（1）装置B、D的作用是吸收SO2 ，防止污染空气，所以药品选用与SO2 反应的物质，则装置B和D中加的是NaOH溶液；S粉难溶于水，易溶于有机溶剂，所以装置 C中的硫粉应事先研细并用乙醇润湿，否则会降低反应速率。

（2）装置A的目的是制备SO2 ，所以铜与浓硫酸反应生成硫酸铜，SO2 和水，则烧瓶内发生反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4（浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O

（3）由于Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，容易分解，应该把pH控制在接近7，所以当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）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蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品。

（5）根据SO42-的检验方法，检测产品中是否存在Na2SO4的操作是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。

（6）因为自来水是以漂白粉消毒，所以自来水中具有氧化性的离子是ClO－，ClO－能将I－氧化成I2，ClO－离子得电子生成Cl－，根据化合价升降相等和电荷守恒、原子守恒配平，则能说明水样中有余氯的反应离子方程式为ClO－＋2I－＋2H＋Cl－＋I2＋H2O。

（7）根据滴定提供的化学反应，Cl2+H2OHCl+HClO、ClO－＋2I－＋2H＋Cl－＋I2＋H2O，I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6，得关系式为Cl2—ClO－—2Na2S2O3 , 则该次实验测得自来水样品中余氯量为[（cV×10-3)÷2×71×103]÷0．1L=355cV mg·L－1；在上述实验过程中，若“塞上塞摇动”动作不够迅速，会导致KI中的I－被其它氧化剂氧化生成I2，使测得结果偏高。

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