Question

硫代硫酸钠又名“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1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2所示，

（1）Na₂S₂O₃·5H₂O的制备：

步骤1：如图连接好装置后（未装药品），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。

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、洗涤、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CrO₄^2－全部转化为Cr₂O₇^2－；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－ + 6 I^－ + 14H⁺ = 2 Cr³⁺ + 3 I₂ + 7 H₂O；I₂ + 2 S₂O₃^2－ = 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，双手捂住烧瓶（2分）

ACD（2分） 冷却结晶（2分）

（2）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl（2分）

（3）0.0024mol·L－1（2分）

【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7～10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 + 4 Cl2 + 5 H2O = Na2SO4 + H2SO4 + 8 HCl；（3）根据题给信息可得如下关系式：Ba2+ ～ BaCrO4 ～ 0.5 Cr2O72－ ～ 1.5 I2 ～ 3 Na2S2O3，则n（Ba2+）=1/3×0.010×18×1000－3 mol= 0.00006 mol，c（Ba2+） = 0.0006/0.025 mol·L－1=0.0024 mol·L－1。

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、化学计算等知识。

【名师点晴】化学是一门实验性的学科，物质的制备、混合物的分离提纯、物质的含量的测定及实验时仪器的选择使用，实验方法的设计与评价的问题，都是化学实验必不可少的。因此掌握一些基本化学基础和仪器的使用方法、实验技巧是非常必要的。混合物分离方法有过滤、蒸馏、分液、蒸发、萃取、结晶等。将溶质从溶液中分离出来，可以根据溶质在溶剂中的溶解性的不同进行。对于溶解度受温度的影响变化较大的物质，采用冷却热饱和溶液的方法即结晶的方法分离；对于溶解度受温度的影响变化较小的物质，采用蒸发溶剂的方法得到。然后使用过滤器，利用漏斗、玻璃棒、烧杯进行分离。对于实验装置的评价，可以根据对反应的影响分析，如果对调，可以除去杂质，使更多的反应物变为生成物，就可以提高反应物的转化率和产物的产率，因此了解反应原理和物质的成分是评价的依据。要根据电荷守恒、电子守恒及原子守恒进行有电子转移的离子方程式的书写，会对实验数据进行观察、分析、比较，找到他们的相同点和区别，从而得到设计各个实验及比较的目的。在进行物质含有元素的含量测定时，从物质含有的成分、可能发生的反应及对元素含量测定可能会造成哪些影响判断分析，这样才可以得到正确的结论和评价。本题较为全面的考查了考生的实验基本技能和实验知识的掌握。