Question

硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）俗稱大蘇打，照相業(yè)中用作定影劑．Na₂S₂O₃易溶于水，在酸性溶液中與酸反應(yīng)有單質(zhì)硫和SO₂生成．
（1）Na₂S₂O₃溶液與稀硫酸混合反應(yīng)可用于探究外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響，完成有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表（已知各溶液體積均為5mL）：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/K	c（Na2S2O3）/mol?L-1	c（H2SO4）/mol?L-1	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/TD>
①	298	0.1	0.1	實(shí)驗(yàn)①和②探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響；實(shí)驗(yàn)①、③和④探究反應(yīng)物濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響
②	308
③		0.2
④		0.1

（2）Na₂S₂O₃還具有很強(qiáng)的還原性，Na₂S₂O₃溶液與足量氯水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

 （提示：S元素被氧化為S

O

2- 4

）．
（3）現(xiàn)有一瓶Na₂S₂O₃固體，可能含有Na₂SO₄固體，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．限選試劑：1mol?L^-1 H₂SO₄、1mol?L^-1 HNO₃、1mol?L^-1 HCl、1mol?L^-1 NaOH、0.1mol?L^-1 BaCl₂、0.01mol?L^-1 KMnO₄、蒸餾水．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量固體于試管中，加蒸餾水溶解
步驟2：
步驟3：

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇反應(yīng)條件，注意探究溫度對(duì)反應(yīng)速率影響時(shí)，除了溫度外，其他條件必須相同，探究濃度對(duì)反應(yīng)速率影響，除了濃度外，其他條件必須相同；
（2）硫代硫酸鈉與氯氣反應(yīng)生成了硫酸、氯化鈉和氯化氫，根據(jù)化合價(jià)升降相等配平反應(yīng)；
（3）硫代硫酸鈉在酸性條件下可自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)硫和二氧化硫氣體，可根據(jù)溶液是否變渾濁驗(yàn)證硫代硫酸鈉，反應(yīng)后加入氯化鋇，如有沉淀，可說明存在硫酸鈉．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)①和②探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響，所以Na₂S₂O₃溶液與稀硫酸溶液濃度必須相同，都是0.1mol/L；
實(shí)驗(yàn)①、③和④探究反應(yīng)物濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響，溫度必須相同，都是298K；其中①和③探究硫代硫酸鈉濃度對(duì)反應(yīng)速率影響，二組的硫酸溶液濃度必須相同；①和④體積稀硫酸濃度對(duì)反應(yīng)速率影響，所以兩組中的硫代硫酸鈉濃度必須相同，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/K	c（Na2S2O3）/ mol?L-1	c（H2SO4）/ mol?L-1
①
②		0.1	0.1
③	298		0.1
④	298		0.2（不填0.1的均給分）

（2）硫代硫酸鈉與氯氣反應(yīng)生成硫酸、氯化鈉和鹽酸或生成硫酸、硫酸鈉和鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂S₂O₃+4Cl₂+5H₂O═Na₂SO₄+8HCl+H₂SO₄；（或Na₂S₂O₃+4Cl₂+5H₂O═2NaCl+6HCl+2H₂SO₄）
故答案為：Na₂S₂O₃+4Cl₂+5H₂O═Na₂SO₄+8HCl+H₂SO₄；（或Na₂S₂O₃+4Cl₂+5H₂O═2NaCl+6HCl+2H₂SO₄）；
（3）硫代硫酸鈉在酸性條件下可自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)硫和二氧化硫氣體，可根據(jù)溶液是否變渾濁驗(yàn)證硫代硫酸鈉，反應(yīng)后加入氯化鋇，如有沉淀，可說明存在硫酸鈉，可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量固體于試管中，加蒸餾水溶解
步驟2：向試管中加入過量1 mol?L-1 HCl溶液，充分振蕩，靜置	有淡黃色沉淀生成
步驟3：取上層清液于另一試管中，滴加少量0.1 mol?L-1BaCl2溶液	有白色沉淀生成，證明固體中混有Na2SO4[或無白色沉淀生成，證明固體中無Na2SO4]

故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量固體于試管中，加蒸餾水溶解
步驟2：向試管中加入過量1 mol?L-1 HCl溶液，充分振蕩，靜置	有淡黃色沉淀生成
步驟3：取上層清液于另一試管中，滴加少量0.1 mol?L-1BaCl2溶液	有白色沉淀生成，證明固體中混有Na2SO4[或無白色沉淀生成，證明固體中無Na2SO4]

點(diǎn)評(píng)：本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究、物質(zhì)的含量測(cè)定以及探究影響反應(yīng)速率的因素方法，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意�?shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)必須滿足，探究溫度對(duì)反應(yīng)速率影響時(shí)，除了溫度外，其他條件必須相同，探究濃度對(duì)反應(yīng)速率影響，除了濃度外，其他條件必須相同，本題難度中等．