Question

11．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）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃ （aq）
实验步骤：
①称取15g Na₂SO₃加入圆底烧瓶中，再加入80mL蒸馏水． 另取5g研细的硫粉，用3mL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分钟．
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、低温干燥，得到产品．
回答问题：
（1）Na₂S₂O₃ 中硫元素的化合价为+2；Na₂S₂O₃在强酸性溶液中不能稳定存在，其原因为S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+2H₂O（用离子方程式表示）．
（2）仪器a的名称是冷凝管，其作用是冷凝回流乙醇
（3）产品中除了有未反应的Na₂SO₃外，最可能存在的无机杂质是Na₂SO₄． 检验其是否存在的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中滴加BaCl₂溶液，若产生白色沉淀说明产品中含有Na₂SO₄．
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 0mol•L^-1碘的标准溶液滴定（反应原理为：2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-）．
（4）滴定至终点时，溶液颜色的变化：由无色变蓝色，半分钟内不褪色．
（5）滴定结束后消耗碘的标准溶液体积为20.00mL．产品的纯度为（用含W的代数式表示）$\frac{0.992}{W}×100%$．

Answer 1

分析 Ⅰ（1）根据化合物中化合价代数和为0计算；Na₂S₂O₃在强酸性溶液中生成硫单质和二氧化硫；
（2）根据仪器构造和作用可得；
（3）由于S₂O₃^2?具有还原性，易被氧气氧化成硫酸根离子可知杂质为硫酸钠；根据检验硫酸根离子的方法检验杂质硫酸钠；
Ⅱ（4）滴定前溶液为无色，滴定结束后，碘单质使淀粉变蓝；
（5）依据化学反应方程式2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₄^2-+2I^-计算．

解答 解：I （1）Na₂S₂O₃ 中钠元素化合价为+1加，氧元素化合价为-2价，化合物中化合价代数和为0，则硫元素的化合价为+2价；Na₂S₂O₃在强酸性溶液中生成硫单质和二氧化硫，发生的反应为：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+2H₂O；
故答案为：+2；S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+2H₂O；
（2）仪器a为：冷凝管，作用是冷凝回流乙醇；
故答案为：冷凝管；冷凝回流乙醇；
（3  ）S₂O₃^2?具有还原性，能够被氧气氧化成硫酸根离子，所以可能存在的杂质是硫酸钠；检验硫酸钠的方法为：取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl₂溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na₂SO₄；
故答案为：Na₂SO₄；取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中滴加BaCl₂溶液，若产生白色沉淀说明产品中含有Na₂SO₄；
II （4）滴定结束后，碘单质使淀粉变蓝，所以滴定终点时溶液颜色变化为：由无色变为蓝色，且半分钟内部褪色；
故答案为：由无色变蓝色，半分钟内不褪色；
（5）2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-，
           2       1
          x      0.100 0mol•L^-1×20×10^-3mL
解x=0.002mol，故Na₂S₂O₃•5H₂O的物质的量为0.002mol，质量为：0.002×248g/mol=0.992g，则W g产品的纯度为：$\frac{0.992}{W}×100%$；
故答案为：$\frac{0.992}{W}×100%$．

点评 本题考查化学实验制备，涉及仪器识别、离子的检验方法、氧化还原反应滴定与计算、离子方程式书写等，是对学生综合能力的考查，难度中等．