问题 问答题

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:

2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2.根据要求回答问题:

(1)实验时,打开K1,关闭K2,最后洗气瓶中发生反应的离子方程式是______.

(2)锥形瓶内溶液pH小于7时会导致产品分解,因此实验过程中需要控制锥形瓶内溶液的pH.

①反应过程中,锥形瓶中溶液pH将______(填“增大”、“减小”或“保持不变”).

②测量锥形瓶中溶液pH时,用注射器吸取溶液样品比直接打开锥形瓶中瓶塞取样,除操作简便外,还具有的优点是______.

③若实验过程中测得溶液pH已接近于7.此时应该进行的操作是______.

(3)已知:2Na2 S2O3+I2=2NaI+Na2 S4O6.实验结束后进行相关处理,可即获得Na2 S2O3•5H2O晶体.为测量其纯度,取晶体样品mg,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vmL,则该样品纯度是______

(4)制取硫代硫酸钠的另一种方法是直接将硫粉和亚硫酸钠、水混合共热制取.为探究制取硫代硫酸钠最佳条件(溶液pH、亚硫酸钠浓度、反应温度、硫粉质量),设计如下对比实验(每次实验时亚硫酸钠质量均为63g,反应时间为30min):

实验序号溶液pH亚硫酸钠与水的质量比反应温度硫粉质量亚硫酸钠转化率
1101.5:11001880.7%
2a1.1:11001894.6%
①实验1、2的目的是探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响,则a=______

②若还要探究溶液pH、反应温度、硫粉质量对亚硫酸钠转化率的影响,除实验1、2外,至少还需进行______次对比实验.

③实验表明:亚硫酸钠转化率不受硫粉质量多少的影响.为什么?答:______.

答案

(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-=CO32-+H2O、SO2+2OH-=SO32-+H2O,

故答案为:CO2+2OH-=CO32-+H2O、SO2+2OH-=SO32-+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:

2Na2 S2O3~~~~~~~I2

   2                 1

n(Na2 S2O3)       v×10-5mol

所以n(Na2 S2O3)=2×v×10-5mol=2v×10-5mol

Na2 S2O3•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.

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