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：2Na 2 S+Na 2 CO 3 +4SO 2 =3Na

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：2Na 2 S+Na 2 CO 3 +4SO 2 =3Na 2 S 2 O 3 +CO 2 ．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：2Na 2 S 2 O 3 +I 2 =2NaI+Na 2 S 4 O 6 ．实验结束后进行相关处理，可即获得Na 2 S 2 O 3 ?5H 2 O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 1 10 1.5：1 100 18 80.7% 2 a 1.1：1 100 18 94.6% 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：______．

Answer 1

（1）打开K1，关闭K2，进入最后洗气瓶的尾气含有CO 2 、SO 2 ．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CO 2 +2OH - =CO 3 2- +H 2 O、SO 2 +2OH - =SO 3 2- +H 2 O， 故答案为：CO 2 +2OH - =CO 3 2- +H 2 O、SO 2 +2OH - =SO 3 2- +H 2 O． （2）①随反应进行，Na 2 S、Na 2 CO 3 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（I 2 ）=v×10 -3 L×0.010mol/L=v×10 -5 mol，则： 2Na 2  S 2 O 3 ～～～～～～～I 2    2                 1 n（Na 2  S 2 O 3 ）       v×10 -5 mol 所以n（Na 2  S 2 O 3 ）=2×v×10 -5 mol=2v×10 -5 mol Na 2  S 2 O 3 ?5H 2 O晶体的质量为2v×10 -5 mol×248g/mol=496v×10 -5 g． 则该样品纯度为 496v ×10 -5 g 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．