Question

1．某化学小组进行了硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）的探究，首先通过查阅资料得到如下信息：a．Na₂S₂O₃、BaS₂O₃均易溶于水；b．Na₂S₂O₃晶体在空气中易被氧化．然后进行如下实验：
【实验一】硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）的制取实验室制备装置如图所示（夹持装置已省略）：
回答问题：
（1）①装置B中的长颈漏斗的作用是平衡压强．
②B中最好盛装的液体是c．
a．蒸馏水  b．饱和Na₂SO₃溶液   c．饱和NaHSO₃溶液  d．饱和NaHCO₃溶液
（2）在装置C中有Na₂S₂O₃生成．
①写出装置C中反应的化学方程式：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂
②结束反应后，取C中溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥，得到Na₂S₂O₃•5H₂O．
（3）装置E中为NaOH溶液．
【实验二】硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）的性质
（4）Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在．请用离子方程式表示该过程：2H⁺+S₂O₃^2-=SO₂↑+S↓+H₂O
（5）如何检验Na₂S₂O₃晶体在空气中已被氧化？少量Na₂S₂O₃晶体于试管中，加适量水溶解，滴加少量的氯化钡溶液，如有白色沉淀生成，说明已被氧化．
【实验三】用Na₂S₂O₃测定废水中的Ba²⁺
（6）工业上常用Na₂S₂O₃溶液测定废水中Ba²⁺的浓度，步骤如下：取废水25.00mL，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KI溶液，充分反应后得混合溶液V mL，将其平均分成4等份，加入淀粉溶液作指示剂，用0.001 00mol•L^-1 的Na₂S₂O₃溶液进行滴定，反应完全时，相关数据记录如表所示：

实验编号	1	2	3	4
消耗Na2S2O3标准 溶液的体积/mL	18.02	17.98	18.00	20.03

部分反应离子方程式为：
Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；
I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^4-．
①判断达到滴定终点的现象是滴加最后一滴Na₂S₂O₃标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色，
②计算废水中Ba²⁺的物质的量浓度9.6×10^-4mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）①B是安全瓶，用来平衡压强；
②根据该液体不能与二氧化硫反应来解答；
（2）①A装置产生的二氧化硫，进入C中，与Na₂S和Na₂CO₃反应得到Na₂S₂O₃；
②从溶液中制取晶体，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法；
（3）尾气二氧化硫有毒，污染环境，通过碱性溶液吸收；
（4）硫代硫酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成二氧化硫、单质硫和水；
（5）Na₂S₂O₃晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄，即检验硫酸根离子；
（6）①根据滴定过程中有碘单质参与，可以选用淀粉作为指示剂，该反应是Na₂S₂O₃标准液滴定碘，终点溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；
②先根据数据的有效性确定消耗Na₂S₂O₃标准溶液的体积，BaCrO₄用盐酸溶解转化为Cr₂O₇^2-，由元素守恒及已知方程式可得关系式：2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～6Na₂S₂O₃，结合消耗的Na₂S₂O₃利用关系式计算溶液中n（Ba²⁺），进而计算c（Ba²⁺）；

解答 解：（1）①B是安全瓶，装置B中的长颈漏斗用来平衡压强；
故答案为：平衡压强；
②a．蒸馏水能与二氧化硫反应生成亚硫酸，故a错误，
b．饱和Na₂SO₃溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，故b错误；
c．饱和NaHSO₃溶液与二氧化硫不反应，符合题意，故c正确；
d．饱和NaHCO₃溶液能与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和二氧化碳，故d错误；
故选：c；
（2）①A装置产生的二氧化硫，进入C中，与Na₂S和Na₂CO₃反应得到Na₂S₂O₃，方程式为：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂；
故答案为：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂；
②从C中溶液得到Na₂S₂O₃•5H₂O，需要经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；
（3）尾气二氧化硫有毒，污染环境，通过NaOH溶液吸收；
故答案为：NaOH；
（4）硫代硫酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成二氧化硫、单质硫和水，离子方程式为：2H⁺+S₂O₃^2-=SO₂↑+S↓+H₂O；
故答案为：2H⁺+S₂O₃^2-=SO₂↑+S↓+H₂O；
（5）Na₂S₂O₃晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄，则取少量Na₂S₂O₃晶体于试管中，加适量水溶解，滴加少量的氯化钡溶液，如有白色沉淀生成，说明已被氧化；
故答案为：取少量Na₂S₂O₃晶体于试管中，加适量水溶解，滴加少量的氯化钡溶液，如有白色沉淀生成，说明已被氧化；
（6）①碘遇淀粉变蓝色，反应结束时，碘反应完全，滴加最后一滴Na₂S₂O₃标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色，说明到达滴定终点，
故答案为：滴加最后一滴Na₂S₂O₃标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；
②根据表中数据可知，第4次实验中消耗I₂标准溶液的体积偏大，舍去，则实际消耗I₂标准溶液的体积的平均值是$\frac{18.02+17.98+18.00}{3}$ml=18.00ml，BaCrO₄用盐酸溶解转化为Cr₂O₇^2-，由元素守恒及已知方程式可得关系式：2Ba²⁺～2BaCrO₄～Cr₂O₇^2-～3I₂～6Na₂S₂O₃，消耗的Na₂S₂O₃为0.018L×0.00100mol•L^-1，则$\frac{Vml}{4}$溶液中n（Ba²⁺）=0.018L×0.00100mol•L^-1×$\frac{1}{3}$=6×10^-6mol，Vml溶液中n（Ba²⁺）=6×10^-6mol×4=2.4×10^-5mol，故溶液中c（Ba²⁺）=$\frac{2.4×1{0}^{-5}mol}{0.025L}$=9.6×10^-4mol•L^-1；
故答案为：9.6×10^-4mol•L^-1．

点评 本题主要考查物质的制备、性质以及含量的测定，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范严谨的实验设计能力，提高学生的学科素养，难度较大．