Question

Na₂S₂O₃·5H₂O俗称“海波”，在医疗、化工等行业有重要用途。其在碱性或中性环境中能稳定存在，酸性溶液中发生反应：S₂O₃^2-＋2H^＋=H₂O＋SO₂↑＋S↓。实验室可用如图所示装置进行制备(部分夹持装置略去)，步骤如下：

步骤1　称取63.0 g Na₂SO₃加入圆底烧瓶中，再加入400 mL蒸馏水配成溶液。另取一定量的硫粉加入乙醇中搅拌，再与上述溶液混合。

步骤2　安装实验装置，水浴加热，微沸60 min。

步骤3　趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na₂S₂O₃·5H₂O，经过滤、洗涤、干燥；得到粗产品。

(1)仪器a的名称________。

(2)实验过程中乙醇仅作为溶剂，不参与反应。请写出步骤2中的化学方程式：________。

(3)粗产品中除了有未反应的Na₂SO₃外，可能含有Na₂SO₄杂质。请设计实验检验粗产品中是否含有SO₄^2-：________。

(4)依据下列实验可确定所得粗产品中Na₂S₂O₃·5H₂O和Na₂SO₃比例。

称取三份质量不同的粗产品，分别加入相同浓度的硫酸溶液30 mL，充分反应后滤出硫(反应为Na₂S₂O₃＋H₂SO₄=Na₂SO₄＋SO₂↑＋S↓＋H₂O)，微热滤液使SO₂全部逸出。测得有关实验数据如下表所示(气体体积已换算为标准状况)。

实验数据	第一份	第二份	第三份
样品的质量/g	3.415	6.830	15.000
二氧化硫气体的体积/L	0.336	0.672	1.344
硫的质量/g	0.400	0.800	1.600

①所用硫酸溶液的物质的量浓度为________。

②计算所得粗产品中n(Na₂S₂O₃·5H₂O)和n(Na₂SO₃)的比值，并写出计算过程____________。

Answer

冷凝管 Na2SO3＋SNa2S2O3 取少量粗产品溶于足量稀盐酸，振荡，静置，在上层清液(或过滤，取滤液)中，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有SO42-(反之则没有) 2 mol·L－1 5

【解析】

从实验中得知实验仪器名称，亚硫酸钠和硫反应生成硫代硫酸钠，得到粗产品，将粗产品溶于足量盐酸，去上层清液进行验证是否含有硫酸根，验证出产品中Na2S2O3‧5H2O和Na2SO3比例，将粗产品加入到硫酸中，产生气体与生成的硫单质进行分析，根据方程式比例关系计算。

(1)仪器a的名称冷凝管；故答案为：冷凝管。

(2)实验过程中乙醇仅作为溶剂，不参与反应，步骤2发生亚硫酸钠和硫反应生成硫代硫酸钠，其化学方程式：Na2SO3＋SNa2S2O3；故答案为：Na2SO3＋SNa2S2O3。

(3)粗产品中除了有未反应的Na2SO3外，可能含有Na2SO4杂质，设计实验检验粗产品中是否含有SO42−：主要先将硫酸硫酸根和亚硫酸根用盐酸反应，取上层清液进行实验；故答案为：取少量粗产品溶于足量稀盐酸，振荡，静置，在上层清液(或过滤，取滤液)中，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有SO42− (反之则没有)。

(4)①从三次实验分析得出第三份所用硫酸消耗完，而样品没有反应完，生成1.344L二氧化硫气体，即物质的量为，根据方程式所用硫酸溶液的物质的量浓度为；故答案为：2mol‧L−1。

②第二份硫的质量为0.8g，则物质的量，生成0.672L二氧化硫气体，物质的量，根据Na2S2O3 — S↓比例关系得出n(Na2S2O3‧5H2O) = 0.025mol，生成的n(SO2) = 0.025mol，则n(Na2SO3) = 0.03mol−0.025mol = 0.005mol，因此所得粗产品中；故答案为：5。