Question

完成下列填空：
實驗室用如圖所示的裝置，模擬工業(yè)用含硫廢水生產Na₂S₂O₃?5H₂O的過程． 錐形瓶C中發(fā)生反應：Na₂S+H₂O+SO₂→Na₂SO₃+S
②2H₂S+SO₂→3S↓+2H₂O      
③S+Na₂SO₃

△

 Na₂S₂O₃
（1）若配制11.5mol/L的硫酸50 mL，需98.3%（密度1.84 g/cm³）的濃硫酸

 

mL，配制所需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、

 

．
（2）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

 

，則整個裝置氣密性良好．裝置D的作用是

 

．裝置E中為

 

溶液．
（3）裝置B可用于觀察SO₂的生成速率，其中的液體最好選擇

 

．
a．飽和食鹽水  b．飽和Na₂SO₃溶液c．飽和NaHSO₃溶液d．飽和NaHCO₃溶液
錐形瓶C的溶液中含有Na₂S和過量的Na₂SO₃．已知反應③的速率是三個反應中最慢的，則錐形瓶C中反應達到終點的現象是

 

．
（4）反應結束后，錐形瓶C的溶液中除含Na₂S₂O₃，還可能含Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質．用所給試劑設計實驗，檢測錐形瓶C的溶液中是否存在Na₂SO₄（供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液）簡要說明實驗操作，現象和結論：

 

．
（5）實驗前錐形瓶C溶液中含有0.08molNa₂S和0.04molNa₂SO₃，反應結束后經一系列操作，得到純凈的Na₂S₂O₃?5H₂O晶體19.11g，則Na₂S₂O₃?5H₂O產率是

 

．（Na₂S₂O₃?5H₂O式量248）

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）先計算出濃硫酸的物質的量濃度為c=

1000ρω

M

，然后根據溶液稀釋前后物質的量不變計算所需濃硫酸的體積；根據操作步驟選取實驗儀器；
（2）利用液面差在一段時間內不變檢驗裝置的氣密性；有緩沖裝置能防止倒吸；二氧化硫有毒不能直接排空，應該用堿液吸收；
（3）二氧化硫能溶于水生成亞硫酸，為防止二氧化硫溶解，應該用亞硫酸氫鈉溶液洗氣；觀察SO₂的生成速率，發(fā)生強酸制取弱酸的反應，為使SO₂緩慢進入燒瓶C，應控制B中硫酸的加入速度，③中發(fā)生S（g）+Na₂SO₃（aq）

△   .

Na₂S₂O₃（aq），反應達到終點是S完全溶解；
（4）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；
（5）根據產率=

實際質量

理論質量

×100%進行計算．

解答： 解：（1）濃硫酸的物質的量濃度C=

1000×1.84g/cm 3×98.3%

98g/mol

=18.456mol/L，要配置50mL溶液，應選擇50mL的容量瓶，設需要濃硫酸體積為V，則18.456mol/L×V=11.5mol/L×50mL，解得V=31.2mL；配制硫酸溶液所需的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管，因為需要取濃硫酸的體積為31.2mL，所以選擇50ml的量筒，要配置50ml的溶液，應選擇50mL的容量瓶；
故答案為：31.2；50 mL容量瓶、50 mL量筒、膠頭滴管；
（2）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，說明不漏氣，則氣密性良好；
D中左側為短導管可防止液體倒吸；
E中盛放NaOH溶液進行尾氣處理，防止含硫化合物排放在環(huán)境中，從而保護環(huán)境，
故答案為：液柱高度保持不變；安全瓶（防止倒吸）；NaOH；
（3）二氧化硫能溶于水生成亞硫酸，二氧化硫和亞硫酸鈉、碳酸氫鈉反應，為防止二氧化硫溶解，應該用亞硫酸氫鈉溶液洗氣；③中發(fā)生S（g）+Na₂SO₃（aq）

△   .

Na₂S₂O₃（aq），反應達到終點是S完全溶解，可觀察到溶液變澄清（或渾濁消失），
故答案為：c；溶液變澄清（或渾濁消失）；
（4）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．
（5）由①Na₂S+H₂O+SO₂→Na₂SO₃+H₂S
       0.08mol     0.08mol  0.08mol        
②2H₂S+SO₂→3S↓+2H₂O      
0.08mol     0.12mol      
③S+Na₂SO₃

△

 Na₂S₂O₃
0.12mol  0.12mol      
則生成Na₂S₂O₃?5H₂O也為0.12mol，所以產率是

19.11

248×0.12

×100%=64.2%，
故答案為：64.2%．

點評：本題涉及溶液的配制，氣密性檢驗、氧化還原反應及離子檢驗等，側重實驗分析能力及知識綜合應用能力的考查，題目難度中等．