硫代锑酸钠晶体 (Na ₃ SbS ₄ ·9H ₂ O ， M =481g·mol ^-1 ) 为淡黄色晶体，不溶于乙醇、苯等有机溶剂，可溶于水，其水溶液呈强碱性，常用作生物碱试剂。实验室制备硫代锑酸钠的实验装置如图所示 ( 夹持装置略去 ) 。

实验步骤如下：

I. 按如图组装仪器，并将 NaOH 与 NaSbO ₂ 的混合溶液加入仪器 a 中。

II. 将硅油加热至 60℃ 并保持恒温，缓慢滴加双氧水并不断搅拌，反应 30min ，制备 NaSb(OH) ₆ 。

III. 升高油浴温度至 98~100℃ ，加热 10min 。

IV. 维持温度为 98~100℃ ，滴加 5.0mol·L ^-1 Na ₂ S 溶液，搅拌 3h 。

V. 趁热过滤，滤液经冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后，得到硫代锑酸钠晶体。

回答下列问题：

(1) 仪器 a 的名称为 ____ ；长导管的作用为 ____ 。

(2)“ 步骤 II” 中，需控制反应温度为 60℃ 的原因为 ____ ； “ 步骤 III” 的目的为 ____ 。

(3)“ 步骤 IV” 的化学方程式为 ____ 。

(4)“ 步骤 V” 中，洗涤晶体所选用的最佳试剂为 ____( 填选项字母 ) 。

A ．蒸馏水 B ．乙醇 C ．苯 D ．稀盐酸

(5) 硫代锑酸钠晶体中常混有 Na ₂ S 杂质，实验室可采用下列实验步骤测定其纯度：

i. 取 9.62g 硫代锑酸钠晶体与亚硫酸钠在沸水中发生反应 (SbS +SO =SbS +S ₂ O ) ；

ii. 用碳酸锌悬浊液除去硫化钠，反应一段时间后过滤；

iii. 向滤液中滴加 5mL 淀粉溶液，用 c mol·L ^-1 的碘标准溶液滴定 (I ₂ +2S ₂ O =2I ^- +S ₄ O ) 。

①“ 步骤 iii” 中，达到滴定终点时的现象为 ____ 。

② 达到滴定终点时，消耗 V mL 碘标准溶液，则样品中硫代锑酸钠晶体的纯度为 ____%( 用含 c 、 V 的代数式表示 ) 。

③ 若省略 “ 步骤 ii” ，会导致测得硫代锑酸钠晶体的纯度 ____( 填 “ 偏低 ” 、 “ 偏高 ” 或 “ 无影响 ”) 。

答案

(1) 三颈烧瓶 平衡气压

(2) 温度过低反应速率慢，温度过高 H ₂ O ₂ 会分解，降低 H ₂ O ₂ 的利用率 除去溶液中过量的 H ₂ O ₂

(3)NaSb(OH) ₆ +4Na ₂ S=Na ₃ SbS ₄ +6NaOH

(4)B

(5) 溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色 10 cV 偏高

【解析】

【分析】

将 NaOH 与 NaSbO ₂ 的混合溶液加入三颈烧瓶中，将水槽内硅油加热至 60℃ 并保持恒温，缓慢滴加双氧水且通过磁力搅拌器不断搅拌，反应 30min ，制备 NaSb(OH) ₆ ；升高油浴温度至 98~100℃ ，加热 10min ，维持此温度，滴加 5.0mol·L ^-1 Na ₂ S 溶液，搅拌 3h ；趁热过滤，滤液经冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后，得到硫代锑酸钠晶体。

(1)

根据图示，仪器 a 是三颈烧瓶；长导管连通三颈烧瓶与外界空气，作用为平衡气压。

(2)

“ 步骤 II” 中，需缓慢滴加双氧水，控制反应温度为 60℃ 是由于温度过低反应速率慢，温度过高 H ₂ O ₂ 会分解，降低 H ₂ O ₂ 的利用率； “ 步骤 III” 升高体系温度，可除去溶液中过量的 H ₂ O ₂ 。

(3)

“ 步骤 IV” 在 98~100℃ 环境下滴加 5.0mol·L ^-1 Na ₂ S 溶液，与前步骤生成的 NaSb(OH) ₆ 反应得到 Na ₃ SbS ₄ 产品，化学方程式为： NaSb(OH) ₆ +4Na ₂ S=Na ₃ SbS ₄ +6NaOH 。

(4)

根据题给信息，硫代锑酸钠晶体不溶于乙醇、苯等有机溶剂，可溶于水，由于苯有毒， “ 步骤 V” 中，洗涤晶体所选用的最佳试剂为乙醇，选 B 。

(5)

① 由于淀粉溶液遇碘溶液显蓝色， “ 步骤 iii” 中，达到滴定终点时最后滴加的的碘溶液不再与 S ₂ O 反应而使溶液呈蓝色，故达到滴定终点时现象为溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色。

② 达到滴定终点时，消耗 V mL 碘标准溶液，则步骤 i 反应后溶液 S ₂ O 物质的量为 =0.002 cV mol ，根据反应方程式 SbS +SO =SbS +S ₂ O 可得，则样品中硫代锑酸钠晶体的物质的量为 0.002 cV mol ，纯度为 。

③ 由于 I ₂ 能与硫化钠发生氧化还原反应，若省略 “ 步骤 ii” ，会导致杂质 Na ₂ S 消耗的碘标准溶液也计算进去，使测得硫代锑酸钠晶体的纯度偏高。