Question

16．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用，工業(yè)普遍使用Na₂SO₃與硫磺（S）共煮得到，裝置如圖1．已知：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+S↓+H₂O．

Ⅰ．（1）步驟1：打開K₁、關(guān)閉K₂，向圓底燒瓶中加入足量甲并加熱，則試劑甲為濃硫酸．
（2）步驟2：始終保持C中溶液呈堿性，反應(yīng)一段時間后，硫粉的量逐漸減少，打開K₂、關(guān)閉K₁并停止加熱．
①C中溶液須保持呈堿性，若呈酸性，則CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑、S₂O₃^2-+2H⁺=H₂O+SO₂↑+S↓．（用離子方程式表示）
②裝置B、D的作用是吸收SO₂，防止污染．
（3）步驟3：將C中所得混合物分離提純后得產(chǎn)品．
Ⅱ．（4）利用反應(yīng)2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂也能制備Na₂S₂O₃．所需儀器如圖2，按氣流方向連接各儀器，接口順序為：a→g，h→b，c→e，f→d．
（5）裝置乙盛裝的試劑是Na₂CO₃和Na₂S的混合溶液．
（6）Na₂S₂O₃還原性較強，工業(yè)上常用作除去溶液中殘留的Cl₂，該反應(yīng)的離子方程式為S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺．
（7）請設(shè)計簡單的實驗方案，證明上述殘留的Cl₂被還原成了Cl^-取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入Ba（NO₃）₂溶液至不再產(chǎn)生沉淀，再取上層清液（或過濾后取濾液），滴加AgNO₃溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明Cl₂被還原為了Cl^-．

Answer 1

分析 （1）由實驗裝置可知A用于制備二氧化硫，B為尾氣處理裝置，C中反應(yīng)生成Na₂S₂O₃，D為尾氣處理裝置，以此解答；
（2）①碳酸根，硫代硫酸根與氫離子不共存；
②氫氧化硫能與二氧化硫反應(yīng)；
（4）裝置gh是濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫氣體的裝置，裝置bc是安全瓶，導(dǎo)氣管略露出膠塞，起到防止倒吸的作用，二氧化硫是污染性氣體實驗結(jié)束后不能排放到大氣中，裝置d中的反應(yīng)結(jié)束后，先關(guān)閉分液漏斗旋塞，接下來的操作是關(guān)閉K₁打開K₂；
（5）裝置乙中發(fā)生反應(yīng)2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂；
（6）Na₂S₂O₃與氯氣反應(yīng)生成硫酸根；
（7）加入硝酸鋇除掉硫酸根，然后檢驗氯離子．

解答 解：（1）A用于制備二氧化硫，應(yīng)為濃硫酸和銅在加熱條件下反應(yīng)，則試劑甲為濃硫酸，故答案為：濃硫酸；
（2）①碳酸根，硫代硫酸根與氫離子不共存，離子方程式：CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑、S₂O₃^2-+2H⁺=H₂O+SO₂↑+S↓；
②，故答案為：CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑、S₂O₃^2-+2H⁺=H₂O+SO₂↑+S↓；
②裝置B、D中應(yīng)盛放氫氧化鈉溶液，用來吸收SO₂，防止污染環(huán)境，故答案為：吸收SO₂，防止污染；
（4）裝置gh是濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫氣體的裝置，裝置bc是安全瓶，導(dǎo)氣管略露出膠塞，起到防止倒吸的作用，二氧化硫是污染性氣體實驗結(jié)束后不能排放到大氣中，裝置d中的反應(yīng)結(jié)束后，先關(guān)閉分液漏斗旋塞，接下來的操作是關(guān)閉K₁打開K₂，接口順序為：a→g，h→b，c→e，f→d，故答案為：a；b；c；e；f；
（5）裝置乙中發(fā)生反應(yīng)2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，盛裝的試劑是Na₂CO₃和Na₂S的混合溶液，故答案為：Na₂CO₃和Na₂S的混合溶液；
（6）Na₂S₂O₃與氯氣反應(yīng)生成硫酸根，離子方程式為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺，故答案為：S₂O₃^2-+4Cl₂+5H₂O=2SO₄^2-+8Cl^-+10H⁺；
（7）加入硝酸鋇除掉硫酸根，然后檢驗氯離子．取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入Ba（NO₃）₂溶液至不再產(chǎn)生沉淀，再取上層清液（或過濾后取濾液），滴加AgNO₃溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明Cl₂被還原為了Cl^-，故答案為：取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入Ba（NO₃）₂溶液至不再產(chǎn)生沉淀，再取上層清液（或過濾后取濾液），滴加AgNO₃溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明Cl₂被還原為了Cl^-．

點評 本題考查物質(zhì)的制備，屬于中等難度試題的考查，試題綜合性強，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒炘O(shè)計能力，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)．