Question

Na₂S₂O₃是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定。

Ⅰ.制备Na₂S₂O₃·5H₂O

反应原理：Na₂SO₃(aq)＋S(s) Na₂S₂O₃(aq)

实验步骤：

①称取15 g Na₂SO₃加入圆底烧瓶中，再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉，用3 mL乙醇润湿，加入上述溶液中。

②安装实验装置(如图所示，部分夹持装置略去)，水浴加热，微沸60 min。

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，得到产品。

回答问题：

(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是__________________________。

(2)仪器a的名称是________，其作用是____________________。

(3)产品中除了有未反应的Na₂SO₃外，最可能存在的无机杂质是______________。检验是否存在该杂质的方法是___________________________。

(4)该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：____________。

Ⅱ.测定产品纯度

准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0 mol·L^－1碘的标准溶液滴定。

反应原理为2S₂O₃^2—＋I₂=S₄O₆^2—＋2I^－

(5)滴定至终点时，溶液颜色的变化：____________________________。

(6)滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为__________mL。产品的纯度为(设Na₂S₂O₃·5H₂O相对分子质量为M)______________。

Ⅲ.Na₂S₂O₃的应用

(7)Na₂S₂O₃还原性较强，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2—，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为____________。

Answer

使硫粉易于分散到溶液中 冷凝管 冷凝回流 Na2SO4 取少量产品溶于过量盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4 S2O32-＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O 由无色变蓝色 18.10 ×100% S2O32-＋4Cl2＋5H2O=2SO42-＋8Cl－＋10H＋

【解析】

(1)硫粉难溶于水，微溶于乙醇，故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中；

(2)装置中仪器a是冷凝管，起冷凝回流汽化的反应物的作用；

(3)因反应物Na2SO3易被空气中的氧气氧化成Na2SO4，故可能存在的无机杂质是Na2SO4；检验产品中是否含有Na2SO4，即检验SO42-是否存在，需要防止SO32-的干扰，故不能用具有强氧化性的硝酸酸化，而应用盐酸酸化，过滤除去不溶物，再向滤液中滴加氯化钡溶液， 故答案为取少量产品溶于过量盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4；

(4)产品发黄，说明产品中含有硫杂质，这是由于在酸性环境中Na2S2O3不稳定，发生歧化反应：2H＋＋S2O32-=S↓＋SO2↑＋H2O所致；

(5)滴定终点时，过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝，可指示滴定终点；

(6)起始读数为0.00 mL，终点读数为18.10 mL，所以消耗碘的标准溶液的体积为18.10 mL；根据2Na2S2O3·5H2O～2S2O32-～I2，得n(Na2S2O3·5H2O)＝2n(I2)＝2×0.100 0 mol·L－1×18.10×10－3 L＝3.620×10－3 mol，则产品的纯度×100%＝×100%。

(7)S2O32-被Cl2氧化成SO42-，Cl2被还原为Cl－，首先根据化合价升降总数相等写出S2O32-＋4Cl2→2SO42-＋8Cl－，然后根据原子守恒和电荷守恒写出S2O32-＋4Cl2＋5H2O=2SO42-＋8Cl－＋10H＋。