Question

11．工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na₂S₂O₃•5H₂O，實(shí)驗(yàn)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(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注，若液柱高度保持不變，則整個(gè)裝置氣密性良好．裝置D的作用是防倒吸．裝置E中為NaOH溶液．
（2）為提高產(chǎn)品純度，應(yīng)使燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反應(yīng)，則燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物質(zhì)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
（4）反應(yīng)終止后，燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮即可析出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)品溶于足量稀鹽酸中，靜置，取上層清液（或過濾后取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)．
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 A中硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成SO₂，裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，B裝置不能吸收SO₂，則B中含有盛放飽和的NaHSO₃溶液，C中在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）=Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）、2H₂S（aq）+SO₂（g）=3S（s）+2H₂O、S（s）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq），D對于E來說有緩沖作用，能防止E中發(fā)生倒吸現(xiàn)象，二氧化硫有毒不能直接排空，用堿液吸收SO₂，所以E中盛放液體是堿液，
（1）液柱高度保持不變，說明氣密性良好；D中左側(cè)為短導(dǎo)管，為安全瓶，防止倒吸；裝置E起到吸收尾氣中SO₂、H₂S的作用；
（2）根據(jù)題目所給3個(gè)反應(yīng)，可得出對應(yīng)關(guān)系：2Na₂S～2H₂S～3S～3 Na₂SO₃，2Na₂S反應(yīng)時(shí)同時(shí)生成2Na₂SO₃，還需要1Na₂SO₃；
（3）觀察SO₂的生成速率，則二氧化硫通過溶液不能與SO₂反應(yīng)，有氣泡逸出；
（4）檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄，先加鹽酸排除干擾，再利用氯化鋇檢驗(yàn)硫酸根離子．

解答 解：A中硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成SO₂，裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，B裝置不能吸收SO₂，則B中含有盛放飽和的NaHSO₃溶液，C中在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）=Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）、2H₂S（aq）+SO₂（g）=3S（s）+2H₂O、S（s）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq），D對于E來說有緩沖作用，能防止E中發(fā)生倒吸現(xiàn)象，二氧化硫有毒不能直接排空，用堿液吸收SO₂，所以E中盛放液體是堿液，
（1）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；D中左側(cè)為短導(dǎo)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：液柱高度保持不變；防止倒吸；NaOH；
（2）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，根據(jù)題目所給3個(gè)反應(yīng)，可得出對應(yīng)關(guān)系：2Na₂S～2H₂S～3S～3Na₂SO₃，2Na₂S反應(yīng)時(shí)同時(shí)生成2Na₂SO₃，還需要1Na₂SO₃，所以燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物質(zhì)的量之比為2：1，
故答案為：2：1；
（3）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，所以溶液不能與SO₂反應(yīng)，選項(xiàng)中只有飽和NaHSO₃溶液與二氧化硫不反應(yīng)，
故答案為：c；
（4）檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄，操作、現(xiàn)象和結(jié)論為取少量產(chǎn)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(xiàn)白色沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)，
故答案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸中，靜置，取上層清液（或過濾后取濾液），滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)白色沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備、物質(zhì)檢驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理、物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，熟悉流程圖中各個(gè)裝置作用、可能發(fā)生的反應(yīng)，知道硫酸根離子檢驗(yàn)方法及現(xiàn)象，題目難度不大．