Question

16．工業(yè)上常利用含硫廢水生產Na₂S₂O₃•5H₂O，實驗室可用如下裝置（略去部分加持儀器）模擬生成過程．

燒瓶C中發(fā)生反應如下：
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）裝置A中發(fā)生的化學反應方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O
（2）為提高產品純度，應使燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反應，則燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物質的量之比為2：1．
（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
實驗中，為使SO₂緩慢進入燒瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度．
（4）已知反應（Ⅲ）相對較慢，則燒瓶C中反應達到終點的現象是溶液變澄清（或混濁消失），裝置E的作用為吸收SO₂防止污染空氣
（5）反應終止后，燒瓶C中的溶液經蒸發(fā)濃縮即可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質．利用所給試劑設計實驗，檢測產品中是否存在Na₂SO₄，簡要說明實驗操作，現象和結論：取少量產品溶于足量稀鹽酸中，靜置，取上層清液（或過濾后取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現白色沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質．
已知：Na₂S₂O₃•5H₂O遇酸易分解：S₂O₃²?+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 （1）根據裝置圖可知，A中的反應為濃硫酸與亞硫酸鈉反應生成二氧化硫；
（2）C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反應，結合燒杯C中的反應分析；
（3）觀察SO₂的生成速率，裝置B中的溶液不能與二氧化硫反應也不能吸收二氧化硫，通過控制滴加硫酸的速度，可以控制產生二氧化硫的速率，據此答題；
（4）根據C中發(fā)生的反應可知，燒瓶C中反應達到終點發(fā)生的反應為硫與亞硫酸鈉反應生成硫代硫酸鈉，反應尾氣中有未反應的二氧化硫氣體，會污染空氣；
（5）檢測產品中是否存在Na₂SO₄，先加鹽酸排除干擾，再利用氯化鋇檢驗硫酸根離子；

解答 解：（1）根據裝置圖可知，A中的反應為濃硫酸與亞硫酸鈉反應生成二氧化硫，反應的化學方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反應，由Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）═Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）（Ⅰ）
2H₂S（aq）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（l）（Ⅱ）
S（g）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）（Ⅲ）
可知，（Ⅰ）×2+（Ⅱ）+（Ⅲ）×3，得到總反應為2Na₂S（aq）+Na₂SO₃（aq）+3SO₂（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na₂S₂O₃（aq），則C中Na₂S和Na₂SO₃物質的量之比為2：1，
故答案為：2：1；
（3）觀察SO₂的生成速率，發(fā)生強酸制取弱酸的反應，a不生成二氧化硫，bd中物質均與二氧化硫反應，只有c中飽和NaHSO₃溶液適合制取二氧化硫，通過控制滴加硫酸的速度，可以控制產生二氧化硫的速率，所以為使SO₂緩慢進入燒瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度，
故答案為：c；控制滴加硫酸的速度；
（4）根據C中發(fā)生的反應可知，燒瓶C中反應達到終點發(fā)生反應為硫與亞硫酸鈉反應生成硫代硫酸鈉，反應的現象為溶液變澄清（或混濁消失），反應尾氣中有未反應的二氧化硫氣體，會污染空氣，所以要用E裝置吸收SO₂防止污染空氣，
故答案為：溶液變澄清（或混濁消失）；吸收SO₂防止污染空氣；
（5）檢測產品中是否存在Na₂SO₄，操作、現象和結論為取少量產品溶于足量稀鹽酸中，靜置，取上層清液（或過濾后取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現白色沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質，
故答案為：取少量產品溶于足量稀鹽酸中，靜置，取上層清液（或過濾后取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現白色沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質．

點評 本題考查實驗方案的分析與評價，涉及氣密性檢驗、離子檢驗、對操作的分析評價、化學計算等，側重實驗分析能力及知識綜合應用能力的考查，（2）為易錯點，可以利用總反應的分析，題目難度中等．