Question

13．NaCN为剧毒无机物．某兴趣小组查资料得知，实验室里的NaCN溶液可用Na₂S₂O₃溶液进行解毒销毁，他们开展了以下三个实验，请根据要求回答问题：
实验Ⅰ．硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃•5H₂O）的制备：
已知Na₂S₂O₃•5H₂O对热不稳定，超过48℃即开始丢失结晶水，现以Na₂CO₃和Na₂S物质的量之比为2：1的混合溶液及SO₂气体为原料，采用如图装置制备Na₂S₂O₃•5H₂O．
（1）将Na₂S和Na₂CO₃按反应要求的比例一并放入三颈烧瓶中，注入150mL蒸馏水使其溶解，在蒸馏烧瓶中加入Na₂SO₃固体，在分液漏斗中注入C（填以下选择项的字母），并按下图安装好装置，进行反应．
A．稀盐酸         B．浓盐酸        C．70%的硫酸     D．稀硝酸
（2）pH小于7会引起Na₂S₂O₃溶液的变质反应，会出现淡黄色浑浊．反应约半小时，当溶液pH接近或不小于7时，即可停止通气和加热．如果通入SO₂过量，发生的化学反应方程式为Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃+S↓；
实验Ⅱ．产品纯度的检测：
（3）已知：Na₂S₂O₃•5H₂O的摩尔质量为248g/mol；2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆．取晶体样品a g，加水溶解后，滴入几滴淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定到终点时，消耗碘水溶液v mL．
①滴定终点的现象是最后滴入一滴碘水，溶液颜色由无色变成蓝色，且半分钟内部褪色；   
②该样品纯度是$\frac{4.96×1{0}^{-3}v}{a}×100%$；
（4）滴定过程中可能造成实验结果偏低的是BD；
A．锥形瓶未用Na₂S₂O₃溶液润洗
B．锥形瓶中溶液变蓝后立刻停止滴定，进行读数
C．滴定终点时仰视读数    
D．滴定管尖嘴内滴定前无气泡，滴定终点发现气泡
实验Ⅲ．有毒废水的处理：
（5）兴趣小组的同学在采取系列防护措施及老师的指导下进行以下实验：
向装有2mL 0.1mol/L 的NaCN溶液的试管中滴加2mL 0.1mol/L 的Na₂S₂O₃溶液，两反应物恰好完全反应，但无明显现象，取反应后的溶液少许滴入盛有10mL 0.1mol/L FeCl₃溶液的小烧杯，溶液呈现血红色，请写出Na₂S₂O₃解毒的离子反应方程式CN^-+S₂O₃^2-=SCN^-+SO₃^2-．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）以亚硫酸钠、硫化钠和碳酸钠等为原料、采用下述装置制备硫代硫酸钠，根据反应原理可知，蒸馏烧瓶中加入的酸要使反应保持较快的反应速率，浓盐酸、硝酸都易挥发，而稀盐酸加入，反应速率较慢，据此答题；
（2）根据题意，Na₂S₂O₃在酸性条件下会生成S，当溶液中pH接近或不小于7时，如果SO₂通过量，会生成NaHSO₃，据此书写化学方程式；
II．（3）①淀粉遇碘变蓝色；
②n（I₂）=0.010mol/L×（v×10^-3 ）L=10^-5vmol，根据2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆及原子守恒得n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=n（Na₂S₂O₃）=2n（I₂）=2v×10^-5mol，m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=2v×10^-5mol×248g/mol=4.96v×10^-3g，
其纯度=$\frac{m（N{a}_{2}{S}_{2}{O}_{3}.5{H}_{2}）}{样品质量}$×100%；
（4）A．锥形瓶未用Na₂S₂O₃溶液润洗，对实验结果没影响；
B．用碘水滴定Na₂S₂O₃溶液，锥形瓶中溶液变蓝后立刻停止滴定，进行读数，则加入的碘水的量不足；
C．滴定终点时仰视读数，会使读取的数值偏大；
D．滴定管尖嘴内滴定前无气泡，滴定终点发现气泡，则读出的标准液的体积偏小；
（5）根据题中实验现象可知，生成的溶液能使 FeCl₃溶液呈现血红色，说明有SCN^-产生，根据电荷守恒和元素守恒可书写离子方程式．

解答 解：Ⅰ．（1）以亚硫酸钠、硫化钠和碳酸钠等为原料、采用下述装置制备硫代硫酸钠，根据反应原理可知，蒸馏烧瓶中加入的酸要使反应保持较快的反应速率，浓盐酸、硝酸都易挥发，而稀盐酸加入，反应速率较慢，所以用70%的硫酸，故选C；
（2）根据题意，Na₂S₂O₃在酸性条件下会生成S，当溶液中pH接近或不小于7时，如果SO₂通过量，会生成NaHSO₃，反应的化学方程式为Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃+S↓，
故答案为：Na₂S₂O₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃+S↓；
II．（3）①淀粉遇碘变蓝色，其它物质和淀粉不反应，所以滴定终点现象是：最后滴入一滴碘水，溶液颜色由无色变成蓝色，且半分钟内部褪色，
故答案为：最后滴入一滴碘水，溶液颜色由无色变成蓝色，且半分钟内部褪色；
②n（I₂）=0.010mol/L×（v×10^-3 ）L=10^-5vmol，根据2Na₂S₂O₃+I₂=2NaI+Na₂S₄O₆及原子守恒得n（Na₂S₂O₃•5H₂O）=n（Na₂S₂O₃）=2n（I₂）=2v×10^-5mol，m（Na₂S₂O₃•5H₂O）=2v×10^-5mol×248g/mol=4.96v×10^-3g，
其纯度=$\frac{m（N{a}_{2}{S}_{2}{O}_{3}.5{H}_{2}）}{样品质量}$×100%=$\frac{4.96v×1{0}^{-3}g}{ag}×100%$=$\frac{4.96×1{0}^{-3}v}{a}×100%$，
故答案为：$\frac{4.96×1{0}^{-3}v}{a}×100%$；
（4）A．锥形瓶未用Na₂S₂O₃溶液润洗，对实验结果没影响，故A错误；
B．用碘水滴定Na₂S₂O₃溶液，锥形瓶中溶液变蓝后立刻停止滴定，进行读数，则加入的碘水的量不足，会导致实验结果偏低，故B正确；
C．滴定终点时仰视读数，会使读取的数值偏大，则会使实验结果偏大，故C错误；
D．滴定管尖嘴内滴定前无气泡，滴定终点发现气泡，则读出的标准液的体积偏小，会导致实验结果偏低，故D正确，
故选BD；
（5）由题中实验现象可知，生成的溶液能使 FeCl₃溶液呈现血红色，说明有SCN^-产生，根据电荷守恒和元素守恒可知共离子方程式为CN^-+S₂O₃^2-=SCN^-+SO₃^2-，
故答案为：CN^-+S₂O₃^2-=SCN^-+SO₃^2-．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，涉及误差分析、氧化还原反应、方程式的计算、滴定实验等知识点，明确元素化合物性质、化学反应原理及实验操作方法是解本题关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力，易错点是误差分析．