Question

硫代硫酸钠是一种常见的化工原料．将SO₂通入按一定比例配成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，便可得到Na₂S₂O₃并生成CO₂，其制备反应方程式为：

 

（1）在配制混合溶液前先将蒸馏水加热煮沸一段时间后待用，其目的是

 

．
（2）用该方法获得的Na₂S₂O₃?5H2O晶体中常混有一定量的杂质，某兴趣小组欲对其中所含杂质成分进行探究（不考虑副反应和杂质所带的结晶水）．
【提出假设】
假设1：晶体中只含Na₂CO₃杂质
假设2：晶体中只含Na₂S杂质
假设3：

 

【查阅资料】①SO₂+2H₂S═3S↓+2H₂O
②Na₂S₂O₃在中性、碱性溶液中较稳定，而在酸性溶液中能迅速反应：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═S↓+SO₂+Na₂SO₄+H₂O
③CuSO₄+H₂S═CuS↓（黑色）+H₂SO₄
【判断与思考】
某同学取少量制得的晶体溶于足量稀H₂SO₄，并将产生的气体通入CuSO₄溶液中，未见黑色沉淀，据此认为假设2不成立．你认为其结论是否合理？

 

（填“合理”或“不合理”）并说明理由：

 

【设计方案进行实验】
基于晶体中含有Na₂CO₃杂质，完成下表实验方案、现象及结论（仪器自选）．限选实验试剂：3mol?L^-1 H₂SO₄、1mol?L^-1 NaOH、酸性KMnO₄溶液、饱和NaHCO₃溶液、品红溶液、澄清石灰水

实验方案	现象及结论
取适量晶体于烧瓶中，加入足量3mol?L-1H2SO4，塞上带导气管的橡皮塞，将产生的气体导出并依次通过盛有   的洗气瓶．	则晶体中含Na2CO3杂质．

【问题讨论】
（3）已知：2Na₂S₂O₃+I₂═2NaI+Na₂S₄O₆．为测定所制得晶体的纯度，该小组以淀粉作指示剂，用0.010mol?L^-1的碘水进行多次取样滴定，测得Na₂S₂O₃?5H₂O的含量约为102%．若所用试剂及操作均无不当，产生该结果最可能的原因是

 

．（写一个）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,性质实验方案的设计

专题：实验探究和数据处理题,实验设计题

分析：将SO₂通入按一定比例配成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，便可得到Na₂S₂O₃并生成CO₂，据此可知反应物为：SO₂、Na₂S和Na₂CO₃，生成物为：Na₂S₂O₃和CO₂，配平方程式即可；
（1）将蒸馏水加热煮沸一段时间后可以赶走其中溶解的氧气，防止对实验产生干扰；
（2）根据假设1和假设2来提出假设3；
[判断与思考]
硫化氢和二氧化硫之间可以发生反应生成单质硫；碳酸钠可以和硫酸反应生成二氧化碳，硫化钠可以和硫酸反应生成硫化氢，硫化氢可以被高锰酸钾氧化，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，据此检验固体成分；
（3）根据实验原理，碘单质的消耗量和Na₂S₂O₃?5H₂O的含量是成正比例关系的，根据影响碘单质含量的因素来分析．

解答： 解：将SO₂通入按一定比例配成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，便可得到Na₂S₂O₃并生成CO₂，据此可知反应物为：SO₂、Na₂S和Na₂CO₃，生成物为：Na₂S₂O₃和CO₂，配平方程式得：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，故答案为；2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂；
（1）将蒸馏水加热煮沸一段时间，可以赶走水中的溶解氧（或空气），防止物质被氧气氧化，故答案为：赶走水中的溶解氧（或空气）；
（2）根据假设1和假设2，得出假设3是：晶体中含Na₂S和Na₂CO₃两种杂质；
[判断与思考]
如果是Na₂S₂O₃与稀H₂SO₄反应生成的SO₂和H₂S发生反应，可能无H₂S逸出，所以推断不合理，碳酸钠可以和硫酸反应生成二氧化碳，硫化钠可以和硫酸反应生成硫化氢，硫化氢可以被高锰酸钾氧化，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，如果固体中加入硫酸，产生的气体不会使品红退色，能使澄清石灰水变浑浊在，证明固体只有碳酸钠，
故答案为：晶体中含Na₂S和Na₂CO₃两种杂质；
不合理； Na₂S₂O₃与稀H₂SO₄反应生成的SO₂和H₂S发生反应，可能无H₂S逸出；

实验方案	现象及结论
取适量晶体于烧瓶中，加入足量3mol?L-1H2SO4，塞上带导气管的橡皮塞，将产生的气体导出并依次通过盛有 足量酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水的洗气瓶．	若 （高锰酸钾溶液褪色）品红溶液不褪色、 澄清石灰水变浑浊 则晶体中含Na2CO3杂质．

（3）测得Na₂S₂O₃?5H₂O的含量约为102%，即消耗的碘水质量偏高，可能是晶体中含有杂质（如Na₂S等）在滴定时参与反应或晶体部分失去结晶水，故答案为：晶体中含有杂质（如Na₂S等）在滴定时参与反应或晶体部分失去结晶水．

点评：本题是一道探究物质的组成和含量知识的综合实验题，考查学生分析和解决问题的能力，难度大，综合性强．