Question

11．Na₂S₂O₃是重要的化工原料，易于水，在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定．

已知：燒瓶C中發(fā)生如下反應：
Na₂S+SO₂+H₂O═Na₂SO₃+H₂S
2H₂S+SO₂═3S↓+2H₂O
Na₂SO₃+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（該反應較慢）
工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na₂S₂O₃•5H₂O實驗室可用如圖所示裝置（略去部分夾持儀器）模擬生成過程．
（1）燒瓶A中發(fā)生反應的化學方程式是Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，裝置D的作用是作安全瓶，防止倒吸
（2）裝置E中的液體應為NaOH溶液當C中導氣管發(fā)生堵塞時，B中觀察到的現(xiàn)象為錐形瓶內(nèi)液面下降，長頸漏斗中液面上升
（3）裝置B可用來觀察SO₂的生成速率，實驗中，為使SO₂緩慢進入燒瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度，燒瓶C中反應達H終點的現(xiàn)象是溶液由渾濁變澄清，待C中反應完成反應立即關閉漏斗旋塞，停止加熱，原因是過量的二氧化硫使溶液呈酸性，Na₂S₂O₃在酸性條件下不穩(wěn)定會分解
（4）為提離產(chǎn)品純度，應使燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃炔恰好充全反應，則燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃的物質(zhì)的量之比為2：1
（5）反應終止后，燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮．冷卻結晶即可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質(zhì)，檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄的方法為（簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結論）取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液（或過濾，取濾液）、滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)．

Answer 1

分析 裝置A中制備二氧化硫，C中二氧化硫、硫化鈉與亞硫酸鈉反應生成Na₂S₂O₃，E裝置進行尾氣處理，防止污染空氣，可以盛放氫氧化鈉反應，D為安全瓶，防止倒吸，裝置B可用來觀察SO₂的生成速率，也可以根據(jù)長頸漏斗中液面變化判斷裝置是否發(fā)生堵塞等作用．
（1）硫酸與亞硫酸鈉反應生成硫酸鈉、二氧化硫與水；D中左側為短導管，為安全瓶，防止倒吸；
（2）裝置E起到吸收尾氣中SO₂、H₂S的作用；若C中發(fā)生堵塞，裝置內(nèi)氣壓增大，B中液體會被壓入長頸漏斗中；
（3）控制滴加硫酸的速度，可以控制生成二氧化硫速率；反應Na₂SO₃+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃相對較慢，所以燒瓶C的反應終點的現(xiàn)象為溶液變澄清；
過量的二氧化硫使溶液呈酸性，Na₂S₂O₃在酸性條件下不穩(wěn)定；
（4）根據(jù)題目所給3個反應，可得出對應關系：2Na₂S～2H₂S～3S～3 Na₂SO₃，2molNa₂S反應時同時生成2molNa₂SO₃，還需要1molNa₂SO₃；
（5）加入鹽酸，Na₂S₂O₃反應生成S沉淀，所以靜置后取上層清液，滴加BaCl₂溶液，檢驗溶液中是否含有硫酸根離子．

解答 解：裝置A中制備二氧化硫，C中二氧化硫、硫化鈉與亞硫酸鈉反應生成Na₂S₂O₃，E裝置進行尾氣處理，防止污染空氣，可以盛放氫氧化鈉反應，D為安全瓶，防止倒吸，裝置B可用來觀察SO₂的生成速率，也可以根據(jù)長頸漏斗中液面變化判斷裝置是否發(fā)生堵塞等作用．
（1）硫酸與亞硫酸鈉反應生成硫酸鈉、二氧化硫與水，反應方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，D中左側為短導管，作安全瓶，防止倒吸，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；作安全瓶，防止倒吸；
（2）裝置E起到吸收尾氣中SO₂、H₂S的作用，可選用NaOH溶液，若C中發(fā)生堵塞，裝置內(nèi)氣壓增大，B中液體會被壓入長頸漏斗中，現(xiàn)象是：錐形瓶內(nèi)液面下降，長頸漏斗中液面上升，
故答案為：NaOH溶液；錐形瓶內(nèi)液面下降，長頸漏斗中液面上升；
（3）二氧化硫為70%硫酸和亞硫酸鈉反應制取的，所以為了使二氧化硫緩慢進入燒瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度，
反應Na₂SO₃+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃相對較慢，所以燒瓶C的反應終點的現(xiàn)象為溶液由渾濁變澄清，
過量的二氧化硫使溶液呈酸性，Na₂S₂O₃在酸性條件下不穩(wěn)定會分解，C中反應完成反應立即關閉漏斗旋塞，停止加熱，
故答案為：控制滴加硫酸的速度；溶液由渾濁變澄清；過量的二氧化硫使溶液呈酸性，Na₂S₂O₃在酸性條件下不穩(wěn)定會分解；
（4）根據(jù)題目所給3個反應，可得出對應關系：2Na₂S～2H₂S～3S～3 Na₂SO₃，2molNa₂S反應時同時生成2molNa₂SO₃，還需要1molNa₂SO₃，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；
（5）檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄的實驗方案為：取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸、靜置、取上層清液（或過濾，取濾液）、滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)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、靜置、取上層清液（或過濾，取濾液）、滴加BaCl₂溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(zhì)．

點評 本題考查實驗方案的分析與評價，涉及二氧化硫的制備、離子檢驗、對操作的分析評價等，側重實驗分析能力及知識綜合應用能力的考查，（4）為易錯點，可以利用總反應的分析，題目難度中等．