Question

【題目】Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或堿性環境中穩定。

Ⅰ.制備Na2S2O3·5H2O

反應原理：Na2SO3(aq)＋S(s) Na2S2O3(aq)

實驗步驟：

①稱取15 g Na2SO3加入圓底燒瓶中，再加入80 mL蒸餾水。另取5 g研細的硫粉，用3 mL乙醇潤濕，加入上述溶液中。

②安裝實驗裝置(如圖所示，部分夾持裝置略去)，水浴加熱，微沸60 min。

③趁熱過濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出Na2S2O3·5H2O，經過濾、洗滌、干燥，得到產品。

回答問題：

(1)硫粉在反應前用乙醇潤濕的目的是__________________________。

(2)儀器a的名稱是________，其作用是____________________。

(3)產品中除了有未反應的Na2SO3外，最可能存在的無機雜質是______________。檢驗是否存在該雜質的方法是___________________________。

(4)該實驗一般控制在堿性環境下進行，否則產品發黃，用離子反應方程式表示其原因：____________。

Ⅱ.測定產品純度

準確稱取W g產品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.100 0 mol·L－1碘的標準溶液滴定。

反應原理為2S2O32—＋I2===S4O62—＋2I－

(5)滴定至終點時，溶液顏色的變化：____________________________________________。

(6)滴定起始和終點的液面位置如圖，則消耗碘的標準溶液體積為__________mL。產品的純度為(設Na2S2O3·5H2O相對分子質量為M)______________。

Ⅲ.Na2S2O3的應用

(7)Na2S2O3還原性較強，在溶液中易被Cl2氧化成SO42—，常用作脫氯劑，該反應的離子方程式為____________。

Answer 1

【答案】使硫粉易于分散到溶液中 冷凝管 冷凝回流 Na2SO4 取少量產品溶于過量鹽酸，過濾，向濾液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，則產品中含有Na2SO4 S2O32-＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O 由無色變藍色 18.10 ×100% S2O32-＋4Cl2＋5H2O===2SO42-＋8Cl－＋10H＋

【解析】

(1)硫粉難溶于水，微溶于乙醇，故硫粉用乙醇潤濕后易擴散到溶液中；(2)裝置中儀器a是冷凝管，起冷凝回流汽化的反應物的作用；(3)因反應物Na2SO3易被空氣中的氧氣氧化成Na2SO4，故可能存在的無機雜質是Na2SO4；檢驗產品中是否含有Na2SO4，即檢驗SO42-是否存在，需要防止SO32-的干擾，故不能用具有強氧化性的硝酸酸化，而應用鹽酸酸化，過濾除去不溶物，再向濾液中滴加氯化鋇溶液， 故答案為取少量產品溶于過量鹽酸，過濾，向濾液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，則產品中含有Na2SO4；(4)產品發黃，說明產品中含有硫雜質，這是由于在酸性環境中Na2S2O3不穩定，發生歧化反應：2H＋＋S2O32-==S↓＋SO2↑＋H2O所致；(5)滴定終點時，過量的單質碘使無色的淀粉溶液變藍，可指示滴定終點；(6)起始讀數為0.00 mL，終點讀數為18.10 mL，所以消耗碘的標準溶液的體積為18.10 mL－0.00 mL＝18.10 mL；根據2Na2S2O3·5H2O～2S2O32-～I2，得n(Na2S2O3·5H2O) ＝2n(I2)＝2×0.100 0 mol·L－1×18.10×10－3 L＝3.620×10－3 mol，則產品的純度×100%＝×100%。(7)S2O32-被Cl2氧化成SO42-，Cl2被還原為Cl－，首先根據化合價升降總數相等寫出S2O32-＋4Cl2→2SO42-＋8Cl－，然后根據原子守恒和電荷守恒寫出S2O32-＋4Cl2＋5H2O===2SO42-＋8Cl－＋10H＋。