Question

3．Na₂S₂O₃•5H₂O俗稱：“海波”，是常用的定影劑和還原劑，它是無色晶體，易溶于水，不溶于乙醇，遇酸易分解：S₂O₃²-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，在20℃和70℃時的溶解度分別為60.0g和212.0g，Na₂S₂O₃•5H₂O在40～50℃時會熔化，48℃時會分解，工業(yè)上常利用含硫廢水生產Na₂S₂O₃•5H₂O，實驗室可用如圖所示的裝置（略去部分夾持儀器）模擬生成過程．
裝置C中發(fā)生的反應如下：
反應Ⅰ：Na₂S₂O₃（aq）+H₂O（I）+SO₂（g）═Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）
反應Ⅱ：2H₂S（aq）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（I）
反應Ⅲ：S（s）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）
（1）儀器A的名稱是圓底燒瓶．
（2）寫出檢查該裝置氣密性的方法：儀器組裝完成后，關閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內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．
（3）裝置D的作用是防止倒吸，裝置E中所盛的試劑為NaOH溶液．
（4）裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，實驗中為使SO₂緩慢進入裝置C中，采用的操作是控制滴加硫酸的速率．已知反應Ⅲ相對較慢，則裝置C中反應達到終點的觀現(xiàn)象是溶液變澄清．
（5）為提高產品純度，應使裝置C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反應，則裝置C中Na₂S和Na₂SO₃的物質的量之比為2：1．
（6）反應終止后，裝置C中的溶液經蒸發(fā)濃縮可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質．利用常見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(xiàn)象和結論：取少量產品溶于足量稀鹽酸、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．

Answer 1

分析 工業(yè)上常利用含硫廢水生產Na₂S₂O₃•5H₂O，利用裝置A制備二氧化硫，把分液漏斗中的濃硫酸滴入燒瓶中亞硫酸鈉中反應得到二氧化硫氣體，二氧化硫通入B裝置，裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，實驗中為使SO₂緩慢進入燒瓶C，需要控制控制滴加硫酸的速率，通入裝置C發(fā)生反應燒瓶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）
當S完全反應后表明反應達終點，所以此時應看到的現(xiàn)象為溶液變?yōu)槌吻澹�反應終止后，燒瓶C中的溶液經蒸發(fā)濃縮即可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，得到硫代硫酸鈉，裝置D是防止倒吸的安全瓶，裝置E是吸收剩余氣體，防止污染空氣，
（1）根據裝置圖可知儀器A的名稱；
（2）根據壓強差原理檢驗裝置的氣密性；
（3）D中左側為短導管，為安全瓶，防止倒吸；裝置E起到吸收尾氣中SO₂、H₂S的作用；
（4）觀察SO₂的生成速率，發(fā)生強酸制取弱酸的反應，可以通過控制加入酸的量，Ⅲ中發(fā)生S（g）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq），反應達到終點是S完全溶解；
（5）根據題目所給3個反應，可得出對應關系：2Na₂S～2H₂S～3S～3 Na₂SO₃，2Na₂S反應時同時生成2Na₂SO₃，還需要1Na₂SO₃；
（6）加入鹽酸，Na₂S₂O₃反應生成S沉淀，所以靜置后取上層清液，滴加BaCl₂溶液，檢驗溶液中是否含有硫酸根離子；

解答 解：（1）根據裝置圖可知儀器A的名稱為圓底燒瓶，
故答案為：圓底燒瓶；
（2）檢查該裝置氣密性的方法是：儀器組裝完成后，關閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內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，
故答案為：儀器組裝完成后，關閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內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；
（3）D中左側為短導管，為安全瓶，防止倒吸；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：防止倒吸；NaOH；
（4）實驗中為使SO₂緩慢進入燒瓶C，需要控制滴加硫酸的速率，Ⅲ中發(fā)生S（g）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq），反應達到終點是S完全溶解，溶液變澄清，
故答案為：控制滴加硫酸的速率；溶液變澄清；
（5）根據題目所給3個反應，可得出對應關系：2Na₂S～2H₂S～3S～3 Na₂SO₃，2Na₂S反應時同時生成2Na₂SO₃，還需要1Na₂SO₃，所以燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物質的量之比為2：1，
故答案為：2：1；
（6）檢測產品中是否存在Na₂SO₄的實驗方案為：取少量產品溶于足量稀鹽酸、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，
故答案為：取少量產品溶于足量稀鹽酸、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．

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、對操作的分析評價等，側重實驗分析能力及知識綜合應用能力的考查，可以利用總反應的分析，題目難度中等．