Question

3．Na₂S₂O₃•5H₂O俗稱：“海波”，是常用的定影劑和還原劑，它是無色晶體，易溶于水，不溶于乙醇，遇酸易分解：S₂O₃²-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O，在20℃和70℃時(shí)的溶解度分別為60.0g和212.0g，Na₂S₂O₃•5H₂O在40～50℃時(shí)會(huì)熔化，48℃時(shí)會(huì)分解，工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na₂S₂O₃•5H₂O，實(shí)驗(yàn)室可用如圖所示的裝置（略去部分夾持儀器）模擬生成過程．
裝置C中發(fā)生的反應(yīng)如下：
反應(yīng)Ⅰ：Na₂S₂O₃（aq）+H₂O（I）+SO₂（g）═Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）
反應(yīng)Ⅱ：2H₂S（aq）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（I）
反應(yīng)Ⅲ：S（s）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）
（1）儀器A的名稱是圓底燒瓶．
（2）寫出檢查該裝置氣密性的方法：儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長(zhǎng)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．
（3）裝置D的作用是防止倒吸，裝置E中所盛的試劑為NaOH溶液．
（4）裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，實(shí)驗(yàn)中為使SO₂緩慢進(jìn)入裝置C中，采用的操作是控制滴加硫酸的速率．已知反應(yīng)Ⅲ相對(duì)較慢，則裝置C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)的觀現(xiàn)象是溶液變澄清．
（5）為提高產(chǎn)品純度，應(yīng)使裝置C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反應(yīng)，則裝置C中Na₂S和Na₂SO₃的物質(zhì)的量之比為2：1．
（6）反應(yīng)終止后，裝置C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質(zhì)．利用常見試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄，簡(jiǎn)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、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 工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na₂S₂O₃•5H₂O，利用裝置A制備二氧化硫，把分液漏斗中的濃硫酸滴入燒瓶中亞硫酸鈉中反應(yīng)得到二氧化硫氣體，二氧化硫通入B裝置，裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，實(shí)驗(yàn)中為使SO₂緩慢進(jìn)入燒瓶C，需要控制控制滴加硫酸的速率，通入裝置C發(fā)生反應(yīng)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）
當(dāng)S完全反應(yīng)后表明反應(yīng)達(dá)終點(diǎn)，所以此時(shí)應(yīng)看到的現(xiàn)象為溶液變?yōu)槌吻�，反�?yīng)終止后，燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮即可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，得到硫代硫酸鈉，裝置D是防止倒吸的安全瓶，裝置E是吸收剩余氣體，防止污染空氣，
（1）根據(jù)裝置圖可知儀器A的名稱；
（2）根據(jù)壓強(qiáng)差原理檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（3）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；
（4）觀察SO₂的生成速率，發(fā)生強(qiáng)酸制取弱酸的反應(yīng)，可以通過控制加入酸的量，Ⅲ中發(fā)生S（g）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq），反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)是S完全溶解；
（5）根據(jù)題目所給3個(gè)反應(yīng)，可得出對(duì)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；
（6）加入鹽酸，Na₂S₂O₃反應(yīng)生成S沉淀，所以靜置后取上層清液，滴加BaCl₂溶液，檢驗(yàn)溶液中是否含有硫酸根離子；

解答 解：（1）根據(jù)裝置圖可知儀器A的名稱為圓底燒瓶，
故答案為：圓底燒瓶；
（2）檢查該裝置氣密性的方法是：儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長(zhǎng)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，
故答案為：儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長(zhǎng)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；
（3）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：防止倒吸；NaOH；
（4）實(shí)驗(yàn)中為使SO₂緩慢進(jìn)入燒瓶C，需要控制滴加硫酸的速率，Ⅲ中發(fā)生S（g）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq），反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)是S完全溶解，溶液變澄清，
故答案為：控制滴加硫酸的速率；溶液變澄清；
（5）根據(jù)題目所給3個(gè)反應(yīng)，可得出對(duì)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，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；
（6）檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)方案的分析與評(píng)價(jià)，涉及氣密性檢驗(yàn)、離子檢驗(yàn)、對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)等，側(cè)重實(shí)驗(yàn)分析能力及知識(shí)綜合應(yīng)用能力的考查，可以利用總反應(yīng)的分析，題目難度中等．