Question

【題目】硫代硫酸鈉（Na2S2O3），又名大蘇打、海波，主要用于照相業作定影劑、作鞣革時重鉻酸鹽的還原劑，易溶于水，遇酸易分解。其工藝制備流程如下：

某化學興趣小組同學模擬該流程設計了如下實驗裝置：

回答下列問題：

（1）a處可用來檢驗I中的反應是否發生，選用的試劑是______________，若要停止I中的化學反應，除停止加熱外，還要采取的操作是________________________。

（2）加熱I，使反應完全，發現浸入液面下的銅絲變黑，甲同學對黑色生成物提出如下假設：①可能是Cu2O ②可能是CuO；③可能是CuS；④_______。乙同學提出假設①一定不成立，該同學的依據是______；丙同學做了如下實驗來驗證黑色物質的組成：

基于上述假設分析，黑色物質的組成為__________________________（填化學式）。

（3）II中發生反應的化學方程式為_____________________，實驗中通入的SO2不能過量，可能的原因是______________________。

（4）為檢驗制得的硫代硫酸鈉產品的純度，該小組稱取5.0g產品配成250mL硫代硫酸鈉溶液，并用間接碘量法標定該溶液的濃度：向錐形瓶中加入25.00mL 0.01mol·L-1的KIO3溶液，再加入過量的KI溶液并酸化，發生反應的離子方程式為___________，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配的Na2S2O3溶液滴定，發生反應I2 + 2S2O32- == 2I- + S4O62-，當達到滴定終點時，消耗Na2S2O3溶液20.00mL，則該產品的純度是____________（保留3個有效數字）。

（5）丁同學提出上述實驗裝置的設計存在不足，建議在I上__________；在I、II之間增加_____________。

Answer 1

【答案】 品紅溶液（或其他合理答案） 旋轉手柄使銅絲螺旋部分與液面脫離 CuS和CuO的化合物 Cu2O為紅色固體 CuS、CuO 2Na2S + Na2CO3 + 4SO2 == 3Na2S2O3 + CO2 過量SO2使溶液呈酸性，Na2S2O3遇酸易分解 5I- + IO3- + 6H+ == 3I2 + 3H2O 59.3% 在雙球管支管口處增加一趕氣裝置 安全瓶（或緩沖瓶）

【解析】(1)銅與濃硫酸反應生成二氧化硫氣體，a處可用來檢驗I中的反應是否發生，可以選用品紅溶液檢驗，若品紅褪色，說明反應已經發生，否則沒有發生，若要停止I中的化學反應，除停止加熱外，還要旋轉手柄使銅絲螺旋部分與液面脫離，故答案為：品紅溶液；旋轉手柄使銅絲螺旋部分與液面脫離；

(2)加熱I，使反應完全，發現浸入液面下的銅絲變黑，濃硫酸具有強氧化性，硫酸被還原生成二氧化硫，銅可能被氧化生成+1價或+2價的銅，黑色生成物可能是：①可能是Cu2O、②可能是CuO；③可能是CuS、④CuS和CuO的化合物，乙同學提出假設①一定不成立，因為Cu2O為紅色固體；黑色物質能夠部分溶于稀硫酸，生成藍色溶液，說明含有氧化銅，還有黑色物質不溶，說明還含有CuS，因此黑色物質的組成為CuS、CuO的混合物，故答案為：CuS和CuO的化合物；Cu2O為紅色固體；CuS、CuO；

(3)根據流程圖，Na2S、Na2CO3和SO2在II中發生反應生成Na2S2O3，反應的化學方程式為2Na2S + Na2CO3 + 4SO2 == 3Na2S2O3 + CO2，Na2S2O3遇酸易分解，因此實驗中通入的SO2不能過量，故答案為：2Na2S + Na2CO3 + 4SO2 == 3Na2S2O3 + CO2；過量SO2使溶液呈酸性，Na2S2O3遇酸易分解；

(4)在錐形瓶中加入25mL 0.0lmolL-1KIO3溶液，并加入過量的KI并酸化，發生下列反應：5I-+IO3-+6H+═3I2+3H2O，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，發生反應：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-，

則可得關系式：IO3-～～～～～6S2O32-，

1mol 6mol

0.025L×0.0lmolL-1 n(S2O32-)

則n(S2O32-)=0.0015mol，所以250mL硫代硫酸鈉溶液中硫代硫酸鈉的物質的量為0.0015mol×=0.01875mol，則硫代硫酸鈉的質量為0.01875mol×158g/mol=2.96g，則該產品的純度是×100%=59.3%，故答案為：5I- + IO3- + 6H+ == 3I2 + 3H2O；59.3%；

(5)丁同學提出上述實驗裝置的設計存在不足，建議在在雙球管支管口處增加一個趕氣裝置，使生成的二氧化硫趕出；在I、II之間增加安全瓶(或緩沖瓶)，以防止倒吸，故答案為：在雙球管支管口處增加一個趕氣裝置；安全瓶(或緩沖瓶)。