Question

11．工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na₂S₂O₃•5H₂O，實(shí)驗(yàn)室可用如下裝置（略去部分夾持儀器）模擬生產(chǎn)過程．

燒瓶C中發(fā)生反應(yīng)如下：
Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）═Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）�。á瘢�
2H₂S（aq）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（l）　             （Ⅱ）
S（s）+Na₂SO₃（aq）?Na₂S₂O₃（aq）　                 （Ⅲ）
已知：Na₂S₂O₃•5H₂O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無沉淀生成供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液．
（1）寫出Na₂S₂O₃溶液和稀鹽酸反應(yīng)的離子方程式S₂O₃^2-+2H⁺=SO₂↑+S↓+H₂O．
（2）儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液柱，若一段時(shí)間后液注高度不變，則整個(gè)裝置氣密性良好，裝置E的作用是吸收多余的氣體，防止污染空氣．
（3）裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，其中的液體最好選擇c．
a．蒸餾水   b．飽和Na₂SO₃溶液    c．飽和NaHSO₃溶液    d．飽和NaHCO₃溶液
實(shí)驗(yàn)中，已知反應(yīng)（Ⅲ）相對(duì)較慢，則燒瓶C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是淡黃色沉淀完全消失．
（4）反應(yīng)終止后，燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶即可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質(zhì)．為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，該小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)將方案補(bǔ)充完整．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取適量產(chǎn)品加適量蒸餾水配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液．
步驟2：

（5）Na₂S₂O₃•5H₂O的溶液度隨溫度升高顯著增大，所得產(chǎn)品通過重結(jié)晶方法提純．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S、二氧化硫、氯化鈉和水；
（2）利用液面差在一段時(shí)間不變檢驗(yàn)氣密性，E中盛放NaOH溶液進(jìn)行尾氣處理；
（3）觀察SO₂的生成速率，則溶液不能與SO₂反應(yīng)；根據(jù)C中發(fā)生的反應(yīng)可知，燒瓶C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)發(fā)生的反應(yīng)為硫與亞硫酸鈉反應(yīng)生成硫代硫酸鈉；
（4）為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，過濾后，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可確定產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄；
（5）Na₂S₂O₃•5H₂O的溶解度隨溫度升高顯著增大．

解答 解：（1）發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S、二氧化硫、氯化鈉和水，離子方程式：S₂O₃^2-+2H⁺=SO₂↑+S↓+H₂O，故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺=SO₂↑+S↓+H₂O；
（2）儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液柱，若液柱高度保持不變，則氣密性良好，E中盛放NaOH溶液進(jìn)行尾氣處理，防止含硫化合物排放在環(huán)境中，故答案為：一段時(shí)間后液注高度不變；吸收多余的氣體，防止污染空氣；
（3）觀察SO₂的生成速率，是通過觀察溶液中產(chǎn)生氣泡的快慢來判斷，所以溶液不能與SO₂反應(yīng)，選項(xiàng)中只有飽和NaHSO₃溶液與二氧化硫不反應(yīng)，根據(jù)C中發(fā)生的反應(yīng)可知，燒瓶C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)為硫與亞硫酸鈉反應(yīng)生成硫代硫酸鈉，反：應(yīng)的現(xiàn)象為溶液變澄清（或混濁消失）
故答案為：c；淡黃色沉淀完全消失；
（4）為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，可能生成了硫酸鋇和亞硫酸鋇沉淀中的一種或二種，過濾后，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可確定產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：BaCl2	有白色沉淀生成，可能生成了硫酸鋇和亞硫酸鋇沉淀中的一種或二種．
步驟2：過濾洗滌后，向沉淀中加入足量稀HCl	若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4．

（5）Na₂S₂O₃•5H₂O的溶解度隨溫度升高顯著增大，所得產(chǎn)品通過重結(jié)晶方法提純，故答案為：重結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)含量的測定等，難度中等，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分析解答，注意元素化合物知識(shí)的積累和靈活運(yùn)用．