Question

13．工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na₂S₂O₃•5H₂O，原理是S+Na₂SO₃═Na₂S₂O（Na₂SO₃稍過(guò)量）．實(shí)驗(yàn)室可用如圖1裝置（略去部分加持儀器）模擬生成過(guò)程．

（1）儀器a的名稱圓底燒瓶，其中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）裝置B的作用是緩沖裝置（或者平衡裝置內(nèi)外壓強(qiáng)等）、觀察SO₂生成速率．
（3）實(shí)驗(yàn)中，為使SO₂緩慢進(jìn)入裝置C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度，裝置C中制備反應(yīng)結(jié)束的現(xiàn)象是溶液變澄清（或渾濁消失）．
（4）裝置C中的溶液，一般控制在堿性環(huán)境，否則產(chǎn)品發(fā)黃，用離子反應(yīng)方程式表示其原因S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O；為減少裝置C中�？赡艹霈F(xiàn)的Na₂SO₄雜質(zhì)，在不改變?cè)�有裝置的基礎(chǔ)上應(yīng)采取的操作是先通一段時(shí)間SO₂后再打開(kāi)加熱裝置；反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾C中的混合物，濾液經(jīng)蒸發(fā)（填寫(xiě)操作名稱）、結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品．
（5）裝置D用于處理尾氣，可選用圖2中的最合理裝置（夾持儀器已略去）為d（填序號(hào)）．

Answer 1

分析 （1）儀器a為圓底燒瓶，生成氣體二氧化硫的反應(yīng)為濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)；
（2）平衡裝置內(nèi)外壓強(qiáng)，觀察SO₂的生成速率，則二氧化硫通過(guò)溶液不能與SO₂反應(yīng)，有氣泡逸出；
（3）通過(guò)分液漏斗的活塞控制滴加硫酸的速度，可以控制產(chǎn)生二氧化硫的速率；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）酸性溶液中硫代硫酸根離子會(huì)反應(yīng)生成單質(zhì)硫，為減少裝置C中常可能出現(xiàn)的Na₂SO₄雜質(zhì)，在不改變?cè)�有裝置的基礎(chǔ)上先通一會(huì)二氧化硫氣體吧空氣排凈，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾C中的混合物得到濾液中得到溶質(zhì)固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌、干燥；
（5）裝置Ⅲ用于處理尾氣，吸收為反應(yīng)的二氧化硫，應(yīng)防止倒吸，且不能處于完全密閉環(huán)境中；

解答 解：（1）儀器a為圓底燒瓶，生成氣體二氧化硫的反應(yīng)為濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)
故答案為：圓底燒瓶；Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）觀察SO₂的生成速率，是通過(guò)觀察溶液中產(chǎn)生氣泡的快慢來(lái)判斷，所以溶液不能與SO₂反應(yīng)，用飽和NaHSO₃溶液，與二氧化硫不反應(yīng)，裝置作用起到緩沖裝置（或者平衡裝置內(nèi)外壓強(qiáng)等）、觀察SO₂生成速率的作用，
故答案為：緩沖裝置（或者平衡裝置內(nèi)外壓強(qiáng)等）、觀察SO₂生成速率；
（3）分液漏斗有玻璃活塞，通過(guò)控制分液漏斗的活塞控制滴加硫酸的速度，可以控制產(chǎn)生二氧化硫的速率，所以為使SO₂緩慢進(jìn)入燒瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度，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：控制滴加硫酸的速度；溶液變澄清（或渾濁消失）；
（4）酸性溶液中硫代硫酸根離子會(huì)反應(yīng)生成單質(zhì)硫，反應(yīng)的離子方程式為：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O，為減少裝置C中常可能出現(xiàn)的Na₂SO₄雜質(zhì)，在不改變?cè)�有裝置的基礎(chǔ)上先通一會(huì)二氧化硫氣體吧空氣排凈，再打開(kāi)加熱裝置，避免了亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾C中的混合物得到濾液中得到溶質(zhì)固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌、干燥，得到產(chǎn)品，
故答案為：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O； 先通一段時(shí)間SO₂后再打開(kāi)加熱裝置；蒸發(fā)；
（5）a．裝置應(yīng)將導(dǎo)管深入氨水中可以吸收二氧化硫，但為密閉環(huán)境，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大易產(chǎn)生安全事故，故錯(cuò)誤；
b．該裝置吸收二氧化硫能力較差，且為密閉環(huán)境，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大易產(chǎn)生安全事故，故錯(cuò)誤；
c．該裝置不能吸收二氧化硫，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，故錯(cuò)誤；
d．該裝置中氫氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)，可以吸收，且防止倒吸，故正確；
故答案為：d．

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)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�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．