Question

6．硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O）在化學(xué)定量分析中常用作基準(zhǔn)物質(zhì)．它易溶于水，難溶于乙醇，加熱、遇酸均易分解．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下裝置模擬工業(yè)生產(chǎn)制備硫代硫酸鈉晶體（夾持儀器和加熱裝置省略）．

實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①加熱裝置A，控制反應(yīng)速率，使A中產(chǎn)生的氣體均勻的通入B中，同時(shí)不斷攪動(dòng)，加熱．
②當(dāng)溶液的pH接近7時(shí)，停止通入SO₂氣體．
③將反應(yīng)后的溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，蒸發(fā)濃縮，到溶液表面出現(xiàn)晶膜時(shí)停止加熱．再經(jīng)冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，將晶體放入烘箱中，在40℃左右干燥50～60min，得到產(chǎn)品．
回答下列問題：
（1）步驟①，在裝置B中反應(yīng)生成Na₂S₂O₃，已知反應(yīng)中只有一種變價(jià)元素，則B中反應(yīng)的離子方程式為2S^2-+CO₃^2-+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3S₂O₃^2-+CO₂．
（2）步驟②當(dāng)溶液的pH接近7時(shí)，停止通入SO₂氣體的原因是Na₂S₂O₃遇酸易分解，二氧化硫過量會(huì)使溶液的酸性增強(qiáng)，使產(chǎn)率降低．
（3）若要停止A中的化學(xué)反應(yīng)，除熄滅酒精燈外，還可以采取的措施是將銅絲抽離液面．
（4）完成步驟③中的兩處實(shí)驗(yàn)操作：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．
（5）為探究實(shí)驗(yàn)后裝置C中溶液的溶質(zhì)成分，該實(shí)驗(yàn)小組又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．
供選擇的試劑為：Al（OH）₃粉末、酚酞試液、稀硫酸、稀硝酸、Ba（NO₃）₂溶液

序號(hào)	操作及現(xiàn)象	結(jié)論
①	取少量Al（OH）3粉末于試管中，滴加適量溶液，振蕩，白色粉末溶解	溶質(zhì)中一定含有NaOH
②	取2nL溶液于試管中，滴加足量氯水，氯水褪色丙有氣泡產(chǎn)生，再滴加幾滴Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生	溶質(zhì)為NaOH和 Na2CO3、Na2SO3
	取2mL溶液于試管中，若 先加入足量稀硝酸，產(chǎn)生氣泡，再滴入幾滴Ba（NO3）2溶液，無沉淀產(chǎn)生	溶質(zhì)為為NaOH和Na2CO3

Answer 1

分析 在A中由銅和濃硫酸加熱反應(yīng)制備二氧化硫氣體，均勻的通入B中，不斷攪動(dòng)，加熱，與硫化鈉與碳酸鈉反應(yīng)2S^2-+CO₃^2-+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3S₂O₃^2-+CO₂制備Na₂S₂O₃，當(dāng)溶液的pH接近7時(shí)，停止通入SO₂氣體，將B中反應(yīng)后的溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，蒸發(fā)濃縮，到溶液表面出現(xiàn)晶膜時(shí)停止加熱，再經(jīng)冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，將晶體放入烘箱中，在40℃左右干燥50～60min，得到產(chǎn)品，在C中用氫氧化鈉吸收未反應(yīng)完的二氧化硫，檢驗(yàn)C中二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)后的溶質(zhì)成分，利用氫氧化鋁溶于強(qiáng)堿檢驗(yàn)是否含有氫氧化鈉，亞硫酸根離子易被氧化為硫酸根與鋇離子生成不溶于酸的白色沉淀硫酸鋇，碳酸根離子與酸溶液反應(yīng)生成氣泡，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）步驟①，在裝置B中反應(yīng)生成Na₂S₂O₃，反應(yīng)中只有一種變價(jià)元素，應(yīng)為二氧化硫中硫元素與硫化鈉中的硫元素變價(jià)，則B中反應(yīng)的離子方程式為：2S^2-+CO₃^2-+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3S₂O₃^2-+CO₂；
故答案為：2S^2-+CO₃^2-+4SO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3S₂O₃^2-+CO₂；
（2）由題可知，a₂S₂O₃遇酸易分解，二氧化硫過量會(huì)使溶液的酸性增強(qiáng)，使產(chǎn)率降低，故步驟②當(dāng)溶液的pH接近7時(shí)，停止通入SO₂氣體；
故答案為：Na₂S₂O₃遇酸易分解，二氧化硫過量會(huì)使溶液的酸性增強(qiáng)，使產(chǎn)率降低；
（3）停止A中的化學(xué)反應(yīng)，可以采取的措施有熄滅酒精燈、將銅絲抽離液面；
故答案為：將銅絲抽離液面；
（4）步驟③中，將B中反應(yīng)后的溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，蒸發(fā)濃縮，到溶液表面出現(xiàn)晶膜時(shí)停止加熱，再經(jīng)冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌，將晶體放入烘箱中，在40℃左右干燥50～60min，得到產(chǎn)品；
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；
（5）探究實(shí)驗(yàn)后裝置C中溶液的溶質(zhì)成分：
①取少量Al（OH）₃粉末于試管中，滴加適量溶液，振蕩，白色粉末溶解，Al（OH）₃溶于強(qiáng)堿，說明溶質(zhì)中一定含有NaOH；
故答案為：取少量Al（OH）₃粉末于試管中，滴加適量溶液，振蕩，白色粉末溶解；
②若取2mL溶液于試管中，滴加足量氯水，氯水褪色并有氣泡產(chǎn)生，再滴加幾滴Ba（NO₃）₂溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，有氣泡產(chǎn)生，說明有Na₂CO₃，有白色沉淀產(chǎn)生，該沉淀為硫酸鋇，說明溶質(zhì)中有Na₂SO₃，則一定含有NaOH和Na₂CO₃、Na₂SO₃；
若先加入足量稀硝酸，產(chǎn)生氣泡，再滴入幾滴Ba（NO₃）₂溶液，無沉淀產(chǎn)生，說明溶質(zhì)無Na₂SO₃，溶質(zhì)為NaOH和Na₂CO₃；
故答案為：Na₂CO₃、Na₂SO₃；先加入足量稀硝酸，產(chǎn)生氣泡，再滴入幾滴Ba（NO₃）₂溶液，無沉淀產(chǎn)生．

點(diǎn)評(píng) 本題以物質(zhì)制備為載體，考查學(xué)生對(duì)原理的分析理解、物質(zhì)的分離提純、氧化還原反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、知識(shí)的遷移運(yùn)用等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，題目難度中等．