(14分)硫代硫酸钠晶体 ( N a _ 2 S _ 2…——2018 高考化学第 8 题答案解析

2018_新课标III卷

2018 全国 第 8 题 解答题 区分题
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8.(14分)硫代硫酸钠晶体 $\mathrm { ( N a _ { 2 } S _ { 2 } O _ { 3 } { \bullet } 5 H _ { 2 } O }$ ,M=248g•mol﹣<sup>1</sup>)可用作定影剂、还原剂。

回答下列问题:

(1)已知: $\mathrm { K } _ { \mathrm { s p } } \ \mathrm { ( B a S O } _ { 4 } \mathrm { ) } = \mathrm { 1 } . \mathrm { 1 } \times \mathrm { 1 0 ^ { - 1 0 } }$ $\mathrm { K } _ { \mathrm { s p } } ~ \left( \mathrm { B a S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } \right) = 4 . 1 \times 1 0 ^ { - 5 }$ .市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:

试剂:稀盐酸、稀 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { S O } _ { 4 } \setminus \mathrm { B a C l } _ { 2 }$ 溶液、 ${ \bf N a } _ { 2 } { \bf C O } _ { 3 }$ 溶液、 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 2 }$ 溶液

<table><tr><td colspan="1" rowspan="1">实验步骤</td><td colspan="1" rowspan="1">现象</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">①取少量样品,加入除氧蒸馏水</td><td colspan="1" rowspan="1">②固体完全溶解得无色澄清溶液</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">③向①中溶液加入足量稀盐酸</td><td colspan="1" rowspan="1">④有乳白色或淡黄色沉淀生</td></tr><tr><td></td><td>成,有刺激性气体产生</td></tr><tr><td>⑤静置,取上层清液向其中滴加几滴氯化⑥有白色沉淀生成 钡溶液</td><td></td></tr></table>

(2)利用 ${ \bf K } _ { 2 } \mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 }$ 标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:

①溶液配制:称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯 中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的 容量瓶 中,加蒸馏水至 凹液面最低处与刻度线相平 。

②滴定:取 $0 . 0 0 9 5 0 \mathrm { m o l } \cdot \mathrm { L } ^ { - 1 }$ 的 ${ \bf K } _ { 2 } \mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 }$ 标准溶液 20.00 mL,硫酸酸化后加入过量 KI,发生反应: $\mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 } { } ^ { 2 } \cdot + 6 \mathrm { I } ^ { - } + 1 4 \mathrm { H } ^ { - } { = } 3 \mathrm { I } _ { 2 } \mathrm { + } 2 \mathrm { C r } ^ { 3 + } \mathrm { + } 7 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ .然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应: $\mathrm { I } _ { 2 } { + } 2 \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 } { - } = \mathrm { S } _ { 4 } \mathrm { O } _ { 6 } { } ^ { 2 } { - } 2 \mathrm { I }$ ﹣.加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液 由蓝色变化为淡黄绿色且半分钟不变化 ,即为终点。平行滴定 3 次,样品溶液的平均用量为 24.80mL,则样品纯度为95.0 %(保留1位小数)。

参考答案

向①中溶液加入足量稀盐酸;有乳白色或淡黄色沉淀生成;取上层清

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【考点】P8:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

【分析】① ${ \mathrm { N a } } _ { 2 } { \bf S } _ { 2 } { \bf O } _ { 3 }$ 和盐酸反应生成硫单质、二氧化硫和水,所以在检验硫酸根离子时,需要先加入盐酸将 $\mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 }$ ﹣除去,再加入氯化钡溶液进行检验;

(2)①溶液配制需要计算、称量、溶解、转移、洗涤转移、定容、摇匀等步骤,结合配制过程选择需要的仪器;

② 用 硫 代 硫 酸 钠 样 品 溶 液 滴 定 至 淡 黄 绿 色 , 发 生 反 应 :$\mathrm { I } _ { 2 } { + } 2 \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 } { - } = \mathrm { S } _ { 4 } \mathrm { O } _ { 6 } { } ^ { 2 } { - } + 2 \mathrm { I }$ ﹣.加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定到反应终点,碘单质反应后溶液蓝色褪去且半分钟不变,结合化学方程式定量关系计算,$\mathrm { C r _ { 2 } O _ { 7 } ^ { 2 - } + 6 I ^ { - } + 1 4 H ^ { + } = 3 I _ { 2 } ^ { + } 2 C r ^ { 3 + } + 7 H _ { 2 } O , } \mathrm { I } _ { 2 } + 2 \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } ^ { 2 - } = \mathrm { S } _ { 4 } \mathrm { O } _ { 6 } ^ { 2 - } + 2 \mathrm { I } ^ { + } \mathrm { O } _ { 6 } ^ { 2 - } , \mathrm { I } _ { 2 } + 2 \mathrm { S } _ { 6 } ^ { 2 - } \mathrm { O } _ { 7 } ^ { 2 - } , $ ,得到 $\mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 } { } ^ { 2 \cdot } \sim$ $3 \mathrm { I } _ { 2 } \mathrm { + } \mathrm { \sim } 6 \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 \cdot }$ ,据此计算。

【解答】解:(1)取少量样品,加入除氧蒸馏水,固体完全溶解得无色澄清溶液,向①中溶液加入足量稀盐酸,有乳白色或淡黄色沉淀硫单质生成,有刺激性气体产生为二氧化硫气体,静置,取上层清液向其中滴加几滴氯化钡溶液,有白色沉淀生成证明含硫酸根离子,

故答案为:向①中溶液加入足量稀盐酸;有乳白色或淡黄色沉淀生成;取上层清

液向其中滴加几滴氯化钡溶液;有白色沉淀生成;

(2)①溶液配制需要计算、称量、溶解、转移、洗涤转移、定容、摇匀等步骤,结合配制过程选择需要的仪器,称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的容量瓶中,加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相平,

故答案为:烧杯;容量瓶;凹液面最低处与刻度线相平;

②取 $0 . 0 0 9 5 0 \mathrm { m o l } \cdot \mathrm { L } ^ { - 1 }$ 的 ${ \bf K } _ { 2 } \mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 }$ 标准溶液 20.00 mL,硫酸酸化后加入过量 KI,发生反应: $\mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 } { } ^ { 2 } \cdot + 6 \mathrm { I } ^ { - } + 1 4 \mathrm { H } ^ { - } { = } 3 \mathrm { I } _ { 2 } \mathrm { + } 2 \mathrm { C r } ^ { 3 + } \mathrm { 7 H } _ { 2 } \mathrm { O }$ .然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应: $\mathrm { I } _ { 2 } { + } 2 \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 } { \cdot } = \mathrm { S } _ { 4 } \mathrm { O } _ { 6 } { } ^ { 2 } { + } 2 \mathrm { I } ^ { - }$ .加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,到反应终点,碘单质反应后溶液蓝色褪去且半分钟不变,说明反应到达滴定终点,平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80mL,

用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应: $\mathrm { I } _ { 2 } { + } 2 \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 } { - } = \mathrm { S } _ { 4 } \mathrm { O } _ { 6 } { } ^ { 2 } { - } + 2 \mathrm { I }$ ﹣.加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定到反应终点,碘单质反应后溶液蓝色褪去淡 黄 绿 色 且 半 分 钟 不 变 , 结 合 化 学 方 程 式 定 量 关 系 计 算 ,

$$ \mathrm { C r _ { 2 } O _ { 7 } ^ { 2 - } + 6 I ^ { - } + 1 4 H ^ { + } = 3 I _ { 2 } ^ { + } 2 C r ^ { 3 + } \mathrm { 7 H _ { 2 } O , I _ { 2 } + 2 S _ { 2 } O _ { 3 } ^ { 2 - } = S _ { 4 } O _ { 6 } ^ { 2 - } + 2 I ^ { + } } } $$

$$ \mathrm { C r } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 7 } { } ^ { 2 - } \sim 3 \mathrm { I } _ { 2 } + \sim 6 \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 - } $$

样品溶液的平均用量为 24.80mL,溶液中硫代硫酸根离子物质的量$\mathrm { n } { = } 0 . 0 0 9 5 \mathrm { m o l / L } { \times } 0 . 0 2 \mathrm { L } { \times } 6 { = } 0 . 0 0 1 1 4 \mathrm { m o l }$ ,配制100ml溶液中

$$ \texttt { n } ( \mathrm { S } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 } { } ^ { 2 \cdot } \mathrm { ~ ) ~ } = 0 . 0 0 1 1 4 \mathrm { m o l } \times \frac { 1 0 0 \mathrm { m l } } { 2 4 . 8 \mathrm { m l } } = 0 . 0 0 4 6 \mathrm { m o l } , $$

$$ = \frac { 0 . \ 0 0 4 6 \mathrm { m o l } \times 2 4 8 \mathrm { g } / \mathrm { m o l } } { 1 . \ 2 0 0 \mathrm { g } } \times 1 0 0 \% = 9 5 . 0 \% $$

故答案为:由蓝色变化为淡黄绿色且半分钟不变化;95.0。

【点评】本题考查了实验方案的设计、离子检验、物质含量测定、滴定实验的过程分析等知识点,掌握基础是解题关键,题目难度中等。

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