Question

硫代硫酸鈉是一種常見的化工原料．將SO₂通入按一定比例配成的Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，便可得到Na₂S₂O₃，其制備反應(yīng)方程式為：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂
（1）在配制混合溶液前先將蒸餾水加熱煮沸一段時(shí)間后待用，其目的是

 

．
（2）用該方法獲得的Na₂S₂O₃?5H₂O晶體中常混有一定量的雜質(zhì)．某興趣小組欲對其中所含雜質(zhì)成分進(jìn)行探究（不考慮副反應(yīng)和雜質(zhì)所帶的結(jié)晶水）．
【提出假設(shè)】
假設(shè)1：晶體中只含Na₂CO₃雜質(zhì)
假設(shè)2：晶體中只含Na₂S雜質(zhì)
假設(shè)3：

 

【查閱資料】Na₂S₂O₃在中性、堿性溶液中較穩(wěn)定，而在酸性溶液中能迅速反應(yīng)．
【判斷與思考】
某同學(xué)取少量制得的晶體溶于足量稀H₂SO₄，并將產(chǎn)生的氣體通入CuSO₄溶液中，未見黑色沉淀，據(jù)此認(rèn)為假設(shè)2不成立．你認(rèn)為其結(jié)論是否合理？

 

 （填“合理”、“不合理”）并說明理由：

 

【設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】若已知樣品中有且只有一種雜質(zhì)（Na₂CO₃或Na₂S），為驗(yàn)證到底是哪種雜質(zhì)，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成下表實(shí)驗(yàn)方案、現(xiàn)象及結(jié)論（儀器自選）．
限選實(shí)驗(yàn)試劑：3mol?L^-1H₂SO₄、1mol?L^-1NaOH、酸性KMnO₄溶液、飽和NaHCO₃溶液、品紅溶液、澄清石灰水

實(shí)驗(yàn)方案	現(xiàn)象及結(jié)論

（3）實(shí)驗(yàn)室里常用K₂Cr₂O₇來滴定Na₂S₂O₃溶液的濃度，原理為：第一步，用標(biāo)準(zhǔn)K₂Cr₂O₇溶液與過量的KI溶液反應(yīng)；第二步，用待測定的Na₂S₂O₃溶液滴定析出的I₂；
A．第一步中Cr₂O₇^2- 變成Cr³⁺，則在酸性環(huán)境下該反應(yīng)的離子方程式為

 

；
B．多次滴定后，測得Na₂S₂O₃?5H₂O的含量約為102%．若所用試劑及操作均無不當(dāng)，產(chǎn)生該結(jié)果最可能的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）將蒸餾水加熱煮沸一段時(shí)間后可以趕走其中溶解的氧氣，防止對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾；
（2）根據(jù)假設(shè)1和假設(shè)2來提出假設(shè)3；
[判斷與思考]
硫化氫和二氧化硫之間可以發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)硫；碳酸鈉可以和硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，硫化鈉可以和硫酸反應(yīng)生成硫化氫，硫化氫可以被高錳酸鉀氧化，二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，據(jù)此檢驗(yàn)固體成分；
（3）依據(jù)氧化還原反應(yīng)寫出Cr₂O₇^2- 變成Cr³⁺的離子方程式，根據(jù)影響碘單質(zhì)含量的因素來分析誤差．

解答： 解：（1）將蒸餾水加熱煮沸一段時(shí)間，可以趕走水中的溶解氧（或空氣），防止物質(zhì)被氧氣氧化，故答案為：趕走水中的溶解氧（或空氣）；
（2）根據(jù)假設(shè)1和假設(shè)2，得出假設(shè)3是：晶體中含Na₂S和Na₂CO₃兩種雜質(zhì)；
[判斷與思考]
如果是Na₂S₂O₃與稀H₂SO₄反應(yīng)生成的SO₂和H₂S發(fā)生反應(yīng)，可能無H₂S逸出，所以推斷不合理，碳酸鈉可以和硫酸反應(yīng)生成二氧化碳，硫化鈉可以和硫酸反應(yīng)生成硫化氫，硫化氫可以被高錳酸鉀氧化，二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，如果固體中加入硫酸，產(chǎn)生的氣體不會(huì)使品紅退色，能使澄清石灰水變渾濁在，證明固體只有碳酸鈉，
故答案為：晶體中含Na₂S和Na₂CO₃兩種雜質(zhì)；不合理； Na₂S₂O₃與稀H₂SO₄反應(yīng)生成的SO₂和H₂S發(fā)生反應(yīng)，可能無H₂S逸出；

實(shí)驗(yàn)方案	現(xiàn)象及結(jié)論
取適量晶體于燒瓶中，加入足量3 mol?L-1H2SO4，塞上帶導(dǎo)氣管的橡皮塞，將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)出并依次通過盛有酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水的洗氣瓶．	品紅溶液不褪色、澄清石灰水變渾濁，晶體中含Na2CO3雜質(zhì)

（3）依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，Cr₂O₇^2- 變成Cr³⁺，I^-被氧化為I₂，根據(jù)電子守恒，則在酸性環(huán)境下該反應(yīng)的離子方程式為6I^-+Cr₂O₇^2-+14H⁺═3I₂+2Cr³⁺+7H₂O，測得Na₂S₂O₃?5H₂O的含量約為102%，即消耗的碘水質(zhì)量偏高，可能是晶體中含有雜質(zhì)（如Na₂S等）在滴定時(shí)參與反應(yīng)或晶體部分失去結(jié)晶水，
故答案為：6I^-+Cr₂O₇^2-+14H⁺═3I₂+2Cr³⁺+7H₂O；晶體中含有雜質(zhì)（如Na₂S等）在滴定時(shí)參與反應(yīng)或晶體部分失去結(jié)晶水．

點(diǎn)評：本題是一道探究物質(zhì)的組成和含量知識的綜合實(shí)驗(yàn)題，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度大，綜合性強(qiáng)．