Question

工業(yè)上常利用含硫廢水生產Na₂S₂O₃·5H₂O，實驗室可用如下裝置(略去部分夾持儀器)模擬生產過程。

燒瓶C中發(fā)生反應如下：

Na₂S(aq)＋H₂O(l)＋SO₂(g)===Na₂SO₃(aq)＋H₂S(aq)(Ⅰ)2H₂S(aq)＋SO₂(g)===3S(s)＋2H₂O(l)　(Ⅱ)

S(s)＋Na₂SO₃(aq)Na₂S₂O₃(aq)　(Ⅲ)

(1)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注，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。

(2)為提高產品純度，應使燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反應，則燒瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物質的量之比為____________。

(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________。

a．蒸餾水

b．飽和Na₂SO₃溶液

c．飽和NaHSO₃溶液

d．飽和NaHCO₃溶液

實驗中，為使SO₂緩慢進入燒瓶C，采用的操作是______________________________。已知反應(Ⅲ)相對較慢，則燒瓶C中反應達到終點的現象是__________________________。反應后期可用酒精燈適當加熱燒瓶A，實驗室用酒精燈加熱時必須使用石棉網的儀器還有________。

a．燒杯  b．蒸發(fā)皿

c．試管  d．錐形瓶

(4)反應終止后，燒瓶C中的溶液經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶即可析出Na₂S₂O₃·5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質。利用所給試劑設計實驗，檢測產品中是否存在Na₂SO₄，簡要說明實驗操作、現象和結論：___________________________________________________

________________________________________________________________________。

已知Na₂S₂O₃·5H₂O遇酸易分解：S₂O＋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

答案　(1)液柱高度保持不變　防止倒吸　NaOH(合理即可)

(2)2∶1

(3)c　控制滴加硫酸的速度(合理即可)　溶液變澄清(或渾濁消失)　ad

(4)取少量產品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層溶液(或過濾，取濾液)，滴加BaCl₂溶液，若出現沉淀則說明含有Na₂SO₄雜質(合理即可)

解析　(1)若裝置不漏氣，則長頸漏斗中會形成一段液柱并且液柱高度保持不變；裝置D為安全瓶，可防止倒吸；裝置E是尾氣處理裝置，用來吸收過量的SO₂，故所盛溶液可以是NaOH溶液等。

(2)若生成3 mol Na₂S₂O₃，根據方程式的關系可知需要3 mol S和3 mol Na₂SO₃；生成3 mol S需2 mol H₂S；而生成2 mol H₂S需2 mol Na₂S且同時生成2 mol Na₂SO₃；故需要的Na₂S為2 mol、Na₂SO₃為1 mol，其物質的量之比為2∶1。

(3)裝置B中的溶液不能和SO₂反應。蒸餾水能溶解SO₂；Na₂SO₃溶液能與SO₂反應：SO₂＋Na₂SO₃＋H₂O===2NaHSO₃；NaHCO₃溶液也能與SO₂反應：NaHCO₃＋SO₂===CO₂＋NaHSO₃。為使SO₂緩慢進入燒瓶C，應使生成SO₂的速率減慢，可通過控制滴加硫酸的速度來實現；因反應(Ⅲ)相對較慢，C中反應達到終點時S消耗完，現象是溶液變澄清。蒸發(fā)皿加熱時不需墊石棉網，試管是小型玻璃儀器，加熱時也不需墊石棉網；燒杯、錐形瓶在加熱時需墊石棉網。

(4)Na₂S₂O₃和Na₂SO₃的存在對SO的檢驗有干擾，要先除去。根據題給信息，可先加入過量的稀鹽酸將二者除去。