Question

12．為探究亞硫酸鈉的熱穩(wěn)定性，某研究性學(xué)習(xí)小組將無水亞硫酸鈉隔絕空氣加熱，并利用受熱后的固體試樣和如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：

（1）查閱資料：無水亞硫酸鈉隔絕空氣受熱到600℃才開始分解，且分解產(chǎn)物只有硫化鈉和另外一種固體．如果加熱溫度低于600℃，向所得冷卻后固體試樣中緩緩滴加稀鹽酸至足量，在滴加稀鹽酸的整個(gè)過程中HSO₃^-的物質(zhì)的量濃度變化趨勢(shì)為先逐漸增大，后逐漸減小；
（2）如果加熱溫度為700℃，向所得冷卻后固體試樣中緩緩滴加稀鹽酸至足量，觀察到燒瓶中出現(xiàn)淡黃色沉淀，且有大量氣泡產(chǎn)生，則反應(yīng)生成淡黃色沉淀的離子方程式為2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；此時(shí)在B、C兩裝置中可能觀察到的現(xiàn)象為B中品紅溶液褪色，C中無明顯變化（或答“B中無明顯變化，C中產(chǎn)生黑色沉淀”）．
（3）在（2）中滴加足量鹽酸后，燒瓶?jī)?nèi)除Cl^-外，還存在另一種濃度較大的陰離子（X^2-）．以下是檢驗(yàn)陰離子（X^2-）的兩種實(shí)驗(yàn)方案，你認(rèn)為合理的方案是乙（填“甲”或“乙”），請(qǐng)說明另一方案不合理的原因甲中先加入具有強(qiáng)氧化性的稀HNO₃，它能將SO₃^2-氧化成SO₄^2-，不能判定是否生成SO₄^2-；．
方案甲：取少量試樣溶液于試管中，先加稀HNO₃，再加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，證明該離子存在．
方案乙：取少量試樣溶液于試管中，先加稀鹽酸，再加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，證明該離子存在．
（4）寫出Na₂SO₃固體加熱到600℃以上分解的化學(xué)方程式4Na₂SO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂S+3Na₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）Na₂SO₃要加熱到600度以上才分解，因此題中加熱溫度600度以下冷卻后得到的固體仍為Na₂SO₃；
（2）加熱溫度為700℃，向所得固體試樣中緩緩滴加稀鹽酸至足量，觀察到燒瓶中出現(xiàn)淡黃色沉淀，且有大量氣泡產(chǎn)生，說明加熱分解后的固體中含硫化鈉和未分解的亞硫酸鈉；
（3）加快物質(zhì)溶解可以攪拌加熱等措施，依據(jù)題干信息分析判斷分解后的固體含有硫酸鈉，X為SO₄^2-，依據(jù)硫酸根離子的檢驗(yàn)方法分析判斷；亞硫酸根離子遇硝酸會(huì)被氧化為硫酸根；
（4）Na₂SO₃固體加熱到600℃以上分解生成硫化鈉和硫酸鈉．

解答 解：（1）Na₂SO₃要加熱到600度以上才分解，因此題中加熱溫度600度以下冷卻后得到的固體仍為Na₂SO₃，向此固體中滴加HCl后，一方面是Na₂SO₃固體溶于水，這將導(dǎo)致溶液中SO₃^2-濃度增大；另一方面是HCl與SO₃^2-反應(yīng)，這將導(dǎo)致SO₃^2-濃度減小生成亞硫酸氫根離子濃度增大；加入HCl到一定程度時(shí)，SO₃^2-已完全轉(zhuǎn)化為HSO₃^-，此時(shí)前者作用消失，完全是后者起作用，HSO₃^-濃度先增大后將逐漸減小，直至最后下降到接近于零，
故答案為：先逐漸增大，后逐漸減��；
（2）如果加熱溫度為700℃，向所得固體試樣中緩緩滴加稀鹽酸至足量，觀察到燒瓶中出現(xiàn)淡黃色沉淀為硫，且有大量氣泡產(chǎn)生說明為二氧化硫，則固體試樣跟鹽酸反應(yīng)生成淡黃色沉淀的離子方程式為：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；生成二氧化硫的反應(yīng)為SO₃^2-+2H⁺=SO₂↑+H₂O，此時(shí)在B、C兩裝置中可能觀察到得現(xiàn)象為二氧化硫具有漂白作用使品紅褪色，生成的氣體不是硫化氫通過硫酸銅無現(xiàn)象，B中無明顯變化，C中產(chǎn)生黑色沉淀；
故答案為：2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O；B中品紅溶液褪色，C中無明顯變化（或答“B中無明顯變化，C中產(chǎn)生黑色沉淀”）；
（3）在（2）中滴加足量鹽酸后，燒瓶?jī)?nèi)除Cl^-外，還存在另一種濃度較大的陰離子（X）．通過實(shí)驗(yàn)分析判斷，離子為硫酸根離子（SO₄^2-），確定分解產(chǎn)物為硫化鈉和硫酸鈉，為檢驗(yàn)該陰離子（X），先取固體試樣溶于水配成溶液，為了加速固體試樣的溶解，可以用玻璃棒攪拌或加熱，檢驗(yàn)硫酸根離子是加入鹽酸，無變化，再加入氯化鋇生成白色沉淀證明是硫酸根離子，甲中先加入具有強(qiáng)氧化性的稀HNO₃，它能將SO₃^2-氧化成SO₄^2-，不能判定是否生成SO₄^2-，
故答案為：乙； 甲中先加入具有強(qiáng)氧化性的稀HNO₃，它能將SO₃^2-氧化成SO₄^2-，不能判定是否生成SO₄^2-；
（4）依據(jù)上述分析判斷，亞硫酸鈉加熱到600℃以上分解生成硫化鈉和硫酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Na₂SO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂S+3Na₂SO₄，故答案為：4Na₂SO₃$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na₂S+3Na₂SO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析判斷，主要考查硫及其化合物性質(zhì)的應(yīng)用，側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用的考查，題目難度中等．