Question

13．工業(yè)上常用含硫廢水生產(chǎn)Na₂S₂O₃•5H₂O，實(shí)驗(yàn)室可用如圖裝置（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）　  （Ⅰ）
2H₂S（aq）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（l）　               （Ⅱ）
S（s）+Na₂SO₃（aq） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）　              （Ⅲ）
（1）儀器A的名稱圓底燒瓶，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，則整個(gè)裝置氣密性良好．裝置E中為NaOH溶液．
（2）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
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)象是溶液變澄清（或渾濁消失）；．反應(yīng)后期可用酒精燈適當(dāng)加熱儀器A，實(shí)驗(yàn)室用酒精燈加熱時(shí)必須使用石棉網(wǎng)的儀器還有ad．
a．燒杯　　　　　b．蒸發(fā)皿　　　　　c．試管　　　　　d．錐形瓶
（3）反應(yīng)終止后，儀器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)．利用所給試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄，簡要說明實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液（或過濾，取濾液）、滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)．
已知Na₂S₂O₃•5H₂O遇酸易分解：S₂O ₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O
供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液．

Answer 1

分析 裝置A中制備二氧化硫，C中二氧化硫、硫化鈉與亞硫酸鈉反應(yīng)生成Na₂S₂O₃，E裝置進(jìn)行尾氣處理，防止污染空氣，可以盛放氫氧化鈉反應(yīng)，D為安全瓶，防止倒吸，裝置B可用來觀察SO₂的生成速率，也可以根據(jù)長頸漏斗中液面變化判斷裝置是否發(fā)生堵塞等作用．
（1）根據(jù)儀器特征，可知儀器A是圓底燒瓶；液柱高度保持不變，說明氣密性良好；裝置E起到吸收尾氣中SO₂、H₂S的作用；
（2）SO₂易溶于水，能與Na₂SO₃溶液、NaHCO₃溶液反應(yīng)，但在NaHSO₃溶液中溶解度較小；
Ⅲ中發(fā)生S（g）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq），反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)S完全溶解；
燒杯、錐形瓶需要加熱時(shí)必須使用石棉網(wǎng)；
（4）加入鹽酸，Na₂S₂O₃反應(yīng)生成S沉淀，所以靜置后取上層清液，滴加BaCl₂溶液，檢驗(yàn)溶液中是否含有硫酸根離子．

解答 解：裝置A中制備二氧化硫，C中二氧化硫、硫化鈉與亞硫酸鈉反應(yīng)生成Na₂S₂O₃，E裝置進(jìn)行尾氣處理，防止污染空氣，可以盛放氫氧化鈉反應(yīng)，D為安全瓶，防止倒吸，裝置B可用來觀察SO₂的生成速率，也可以根據(jù)長頸漏斗中液面變化判斷裝置是否發(fā)生堵塞等作用．
（1）根據(jù)儀器特征，可知儀器A是圓底燒瓶，
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；
裝置E起到吸收尾氣中SO₂、H₂S的作用，可選用NaOH溶液，
故答案為：圓底燒瓶；液柱高度保持不變；NaOH；
（2）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，a溶解二氧化硫且水和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸，b中二氧化硫和亞硫酸鈉反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，d中碳酸氫鈉與二氧化硫反應(yīng)生成二氧化碳，只有c中飽和NaHSO₃溶液不溶解二氧化硫，適合通過觀察溶液中產(chǎn)生氣泡的快慢來判斷二氧化硫的生成快慢；Ⅲ中發(fā)生S（g）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq），反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)S完全溶解，可觀察到溶液變澄清（或渾濁消失）；
燒杯、錐形瓶需要加熱時(shí)必須使用石棉網(wǎng)，
故答案為：c；溶液變澄清（或渾濁消失）；ad；
（3）檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄的實(shí)驗(yàn)方案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液（或過濾，取濾液）、滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)，
故答案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液（或過濾，取濾液）、滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)方案的分析與評(píng)價(jià)，涉及二氧化硫的制備、氣密性檢驗(yàn)、離子檢驗(yàn)、對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)等，側(cè)重實(shí)驗(yàn)分析能力及知識(shí)綜合應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．