Question

5．硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃）是重要的化工原料，易溶于水，在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定，在酸性條件下易分解，在空氣中易被氧化．某化學(xué)興趣小組通過(guò)如圖裝置（省略?shī)A持裝置）制備Na₂S₂O₃．
（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的步驟，組裝好儀器檢查裝置氣密性，按圖示加入試劑，關(guān)閉K₁打開(kāi)K₂，先向C中燒瓶加入Na₂S和 Na₂S₂O₃混合溶液，再向A中燒瓶滴加濃H₂SO₄．
（2）C中的燒瓶發(fā)生如下反應(yīng)：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂，反應(yīng)開(kāi)始后，C中先有渾濁產(chǎn)生，后又變澄清，此渾濁物是硫；為了保證Na₂S₂O₃的產(chǎn)量，實(shí)驗(yàn)中通入C的SO₂不能過(guò)量，用離子方程式表示其原因S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
（3）該實(shí)驗(yàn)制得的產(chǎn)品中含有NaSO₄雜質(zhì)，為減少裝置C中生成Na₂SO₄的量，在不改變?cè)�有裝置的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的步驟進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的操作是先向A中燒瓶滴加濃H₂SO₄，產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na₂S和Na₂CO₃溶液．
（4）B裝置可以起到安全瓶，防止倒吸的作用，另外在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后拆除裝置時(shí)還可以防止污染空氣，具體操作方法是在a處連接盛NaOH溶液的注射器，再關(guān)閉K₂打開(kāi)K₁．
（5）制取Na₂S₂O₃的另一種方法是直接將硫粉和亞硫酸鈉，數(shù)混合共熱制�。疄樘骄恐迫×虼�硫酸鈉最佳條件，設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)（每次實(shí)驗(yàn)時(shí)亞硫酸鈉質(zhì)量均為63g，反應(yīng)時(shí)間為30min）：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	溶液pH	亞硫酸鈉與水的質(zhì)量比	反應(yīng)溫度	硫粉質(zhì)量	亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化率
1	10	1.5：1	100℃	18	80.7%
2	10	1.1：1	100℃	18	94.6%

①實(shí)驗(yàn)1、2的目的是探究亞硫酸鈉濃度 對(duì)亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化率的影響；
②若要完成表中列出的各項(xiàng)條件對(duì)亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化率的影響探究，除實(shí)驗(yàn)1、2外，至少還需進(jìn)行    次對(duì)比實(shí)驗(yàn)；
③實(shí)驗(yàn)表明：亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化率不受硫粉質(zhì)量多少的影響．原因?yàn)椋�硫�(yàn)楣腆w，不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)．

Answer 1

分析 A制備二氧化硫，B為安全瓶，還可以防止污染空氣，C中制備Na₂S₂O₃，D吸收尾氣，
（1）有氣體參與的實(shí)驗(yàn)需要檢驗(yàn)裝置氣密性；
（2）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂S+4SO₂+H₂O=2H₂S+Na₂SO₃，SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O，若通入的SO₂過(guò)量，則溶液顯酸性，硫代硫酸鈉會(huì)分解；
（3）根據(jù)亞硫酸鈉易被氧化生成硫酸鈉分析；
（4）K₁處連接一個(gè)堿性溶液裝置，實(shí)驗(yàn)完成，關(guān)閉K₂，打開(kāi)K₁即可；
（5）①實(shí)驗(yàn)1、2中，其它條件相同，亞硫酸鈉濃度濃度不同，故為探究亞硫酸鈉濃度對(duì)亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化率的影響；
②要探究溶液pH、反應(yīng)溫度、硫粉質(zhì)量對(duì)亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化率的影響，其它條件相同情況下，應(yīng)進(jìn)行溶液pH不同、反應(yīng)溫度不同、硫粉質(zhì)量不同對(duì)亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化率影響對(duì)比實(shí)驗(yàn)；
③硫?yàn)楣腆w，不影響平衡的移動(dòng)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，檢查裝置氣密性；
故答案為：檢查裝置氣密性；
（2）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂S+SO₂+H₂O=H₂S+Na₂SO₃，SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O，故該渾濁物是S，若SO₂過(guò)量，溶液顯酸性，產(chǎn)物分解，反應(yīng)為：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
故答案為：硫；S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O；
（3）因?yàn)閬喠蛩徕c易被氧化生成硫酸鈉，所以為減少裝置C中生成Na₂SO₄的量，改進(jìn)后的操作是先向A中燒瓶滴加濃硫酸，產(chǎn)生的氣體將裝置中的空氣排盡后，再向C中燒瓶加入硫化鈉和碳酸鈉的混合溶液；
故答案為：先向A中燒瓶滴加濃H₂SO₄，產(chǎn)生的氣體將裝置中空氣排盡后，再向C中燒瓶加入Na₂S和Na₂CO₃溶液；
（4）B裝置可以起到安全瓶，防止倒吸的作用，另外在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后拆除裝置時(shí)還可以防止污染空氣，K₁處連接一個(gè)堿性溶液裝置，實(shí)驗(yàn)完成，關(guān)閉K₂，打開(kāi)K₁即可，方法為：在a處連接盛NaOH溶液的注射器，再關(guān)閉K₂打開(kāi)K₁；
故答案為：在a處連接盛NaOH溶液的注射器，再關(guān)閉K₂打開(kāi)K₁；
（5）①實(shí)驗(yàn)1、2中，其它條件相同，亞硫酸鈉濃度濃度不同，故為探究亞硫酸鈉濃度對(duì)亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化率的影響；
故答案為：亞硫酸鈉濃度；
②要探究溶液pH、反應(yīng)溫度、硫粉質(zhì)量對(duì)亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化率的影響，其它條件應(yīng)相同情況下，應(yīng)進(jìn)行溶液pH不同對(duì)比實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)溫度不同對(duì)比實(shí)驗(yàn)、硫粉質(zhì)量不同對(duì)比實(shí)驗(yàn)，除實(shí)驗(yàn)1、2外，至少還需進(jìn)行3次對(duì)比實(shí)驗(yàn)；
故答案為：3；
③硫?yàn)楣腆w，不影響平衡的移動(dòng)，故不會(huì)影響亞硫酸鈉轉(zhuǎn)化率；
故答案為：硫?yàn)楣腆w，不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、實(shí)驗(yàn)裝置的理解評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)操作與設(shè)計(jì)、物質(zhì)性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用等，難度中等，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與閱讀題目獲取信息、綜合運(yùn)用解決問(wèn)題的能力．