Question

硫化钠和碳酸钠为原料、采用下述装置制备硫代硫酸钠，制备反应可表示为：

Answer 1

解题思路：（1）打开K1，关闭K2，进入最后洗气瓶的尾气含有CO₂、SO₂．二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠与水，二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠与水；

（2）①随反应进行，Na₂S、Na₂CO₃浓度降低，同时生成二氧化碳；

②直接打开锥形瓶中瓶塞取样，二氧化硫会逸出，污染空气；

③锥形瓶内溶液pH小于7时会导致产品分解，当溶液pH已接近于7，应停止实验，用左边的洗气瓶吸收二氧化硫，防止污染空气；

（3）vmL0.010mol/L碘水溶液中n（I₂）=v×10^-3L×0.010mol/L=v×10^-5mol，根据关系式2Na₂S₂O₃～I₂计算 mg样品中n（Na₂S₂O₃），根据m=nM计算mg样品中Na₂S₂O₃•5H₂O晶体的质量，据此据此纯度；

（4）①探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响，亚硫酸钠浓度浓度不同，其它条件应该相同；

②要探究溶液pH、反应温度、硫粉质量对亚硫酸钠转化率的影响，其它条件相同情况下，应进行溶液pH不同、反应温度不同、硫粉质量不同对亚硫酸钠转化率影响对比实验；

③硫为固体，不影响平衡的移动．

（1）打开K1，关闭K2，进入最后洗气瓶的尾气含有CO₂、SO₂．二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠与水，二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠与水．反应离子方程式为CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，

故答案为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．

（2）①随反应进行，Na₂S、Na₂CO₃浓度降低，同时生成二氧化碳，所以锥形瓶中溶液碱性减弱，pH将减小，故答案为：减小；

②直接打开锥形瓶中瓶塞取样，二氧化硫会逸出，污染空气．故用注射器吸取溶液样品除操作简便外，还具有的优点是防止二氧化硫污染空气，

故答案为：防止二氧化硫污染空气；

③锥形瓶内溶液pH小于7时会导致产品分解，当溶液pH已接近于7，应停止实验，用左边的洗气瓶吸收二氧化硫，防止污染空气，故应关闭K1，打开K2，

故答案为：关闭K1，打开K2；

（3）vmL0.010mol/L碘水溶液中n（I₂）=v×10^-3L×0.010mol/L=v×10^-5mol，则：

2Na₂S₂O₃～～～～～～～I₂

2 1

n（Na₂S₂O₃） v×10^-5mol

所以n（Na₂S₂O₃）=2×v×10^-5mol=2v×10^-5mol

Na₂S₂O₃•5H₂O晶体的质量为2v×10^-5mol×248g/mol=496v×10^-5g．

则该样品纯度为

496v×10−5g

mg×100%=[0.496v/m]%，

故答案为：[0.496v/m]%；

（4）①探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响，亚硫酸钠浓度浓度不同，其它条件应该相同，所以1、2两组实验，溶液的pH值相同，故a=10，

故答案为：10；

②要探究溶液pH、反应温度、硫粉质量对亚硫酸钠转化率的影响，其它条件应相同情况下，应进行溶液pH不同对比实验、反应温度不同对比实验、硫粉质量不同对比实验，除实验1、2外，至少还需进行3次对比实验，故答案为：3；

③硫为固体，不影响平衡的移动，故答案为：硫为固体，不影响平衡的移动．

点评：

本题考点： 制备实验方案的设计；含硫物质的性质及综合应用．

考点点评： 本题考查学生对工艺流程的理解、实验装置的理解评价、实验操作与设计、物质性质、氧化还原反应滴定应用等，难度中等，需要学生具有扎实的基础与阅读题目获取信息、综合运用解决问题的能力．