Question

13．硫代硫酸鈉晶體（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大蘇打”，又稱“海波”．已知它易溶于水，難溶于乙醇，加熱易分解．某實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)硫化堿法制取硫代硫酸鈉，其反應(yīng)裝置及所需試劑如圖：

（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na₂SO₃+H₂SO_4（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）裝置B中通入SO₂反應(yīng)生成Na₂S₂O₃和CO₂，其離子方程式為4SO₂+2S^2-+CO₃^2-=CO₂↑+3S₂O₃^2-，生成的硫代硫酸鈉粗品可用乙醇洗滌．
（3）裝置C的作用是檢驗(yàn)裝置B中SO₂的吸收效率，C中試劑是品紅、溴水或KMnO₄溶液，表明SO₂吸收效率低的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是C中溶液褪色．為了使SO₂盡可能吸收完全，在不改變B中溶液濃度、體積的條件下，除了及時(shí)攪拌反應(yīng)物外，還可采取的合理措施是控制SO₂的流速（或增大SO₂的接觸面積或適當(dāng)升高溫度）（寫出一條）．
（4）本實(shí)驗(yàn)所用的Na₂CO₃中含少量NaOH，檢驗(yàn)含有NaOH的實(shí)驗(yàn)方案為：取少量樣品于試管（燒杯）中，加水溶解，加入過量的CaCl₂溶液，振蕩（攪拌），靜置，用pH計(jì)測(cè)定上層清液的pH，若pH＞9.5，則含有NaOH（實(shí)驗(yàn)中供選用的試劑及儀器：CaCl₂溶液、Ca（OH）₂溶液、酚酞溶液、蒸餾水、pH計(jì)、燒杯、試管、滴管．提示：室溫時(shí)CaCO₃飽和溶液的pH=9.5）

Answer 1

分析 裝置A為二氧化硫的制�。篘a₂SO₃+H₂SO_4（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，B裝置為Na₂S₂O₃的生成裝置：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂，二氧化硫能和品紅作用，二氧化硫能被高錳酸鉀氧化，能與溴單質(zhì)，上述溶液均褪色，所以裝置C中盛放品紅、溴水或KMnO₄溶液，其作用是檢驗(yàn)裝置B中SO₂的吸收效率，二氧化硫有毒，不能直接排放到空氣中，裝置D作用為尾氣吸收裝置，吸收未反應(yīng)的二氧化硫．
（1）裝置A為二氧化硫的制取，亞硫酸鈉和濃硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫酸鈉和水和二氧化硫；
（2）根據(jù)題目信息SO₂、Na₂S和Na₂CO₃反應(yīng)生成Na₂S₂O₃，結(jié)合質(zhì)量守恒確定產(chǎn)物并配平，硫代硫酸鈉晶體易溶于水，難溶于乙醇生成的硫代硫酸鈉粗品可用乙醇洗滌；
（3）裝置B的作用是檢驗(yàn)裝置A中SO₂的吸收效率，說明B中物質(zhì)能與二氧化硫反應(yīng)，且有明顯的現(xiàn)象，一般可為品紅、溴水或KMnO₄溶液；加快反應(yīng)速率，可增大接觸面積，增大濃度、升高溫度等；
（4）已知室溫時(shí)CaCO₃飽和溶液的pH=9.5，若要檢驗(yàn)氫氧化鈉存在，需加入過量CaCl₂溶液，把Na₂CO₃轉(zhuǎn)化為CaCO₃，再測(cè)量溶液的pH，若pH大于9.5，說明含有NaOH．

解答 解：（1）裝置A為二氧化硫的制取，亞硫酸鈉和濃硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：Na₂SO₃+H₂SO_4（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，生成二氧化硫，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO_4（濃）=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）三頸燒瓶B中制取Na₂S₂O₃反應(yīng)的總化學(xué)反應(yīng)方程式為：4SO₂+2Na₂S+Na₂CO₃=CO₂↑+3Na₂S₂O₃，離子反應(yīng)為：4SO₂+2S^2-+CO₃^2-=CO₂↑+3S₂O₃^2-，硫代硫酸鈉晶體易溶于水，難溶于乙醇，乙醇易揮發(fā)，生成的硫代硫酸鈉粗品可用乙醇洗滌，
故答案為：4SO₂+2S^2-+CO₃^2-=CO₂↑+3S₂O₃^2-；乙醇；
（3）裝置B的作用是檢驗(yàn)裝置A中SO₂的吸收效率，說明B中物質(zhì)能與二氧化硫反應(yīng)，且有明顯的現(xiàn)象，一般可為品紅、溴水或KMnO₄溶液等，如A中SO₂吸收效率低，則B中進(jìn)入較多的二氧化硫，導(dǎo)致B中溶液顏色很快褪色，加快反應(yīng)速率，可增大氣體與液體的接觸面積，增大濃度，加快二氧化硫的流速、升高溫度等，
故答案為：品紅、溴水或KMnO₄溶液；褪色；控制SO₂的流速（或增大SO₂的接觸面積或適當(dāng)升高溫度）；
（4）檢驗(yàn)氫氧化鈉存在，需加入過量CaCl₂溶液，把Na₂CO₃轉(zhuǎn)化為CaCO₃，再測(cè)量溶液的pH，實(shí)驗(yàn)方案為：取少量樣品于試管（燒杯）中，加水溶解，加入過量的CaCl₂溶液，振蕩（攪拌），靜置，用pH計(jì)測(cè)定上層清液的pH，若pH＞9.5，則含有NaOH，
故答案為：取少量樣品于試管（燒杯）中，加水溶解，加入過量的CaCl₂溶液，振蕩（攪拌），靜置，用pH計(jì)測(cè)定上層清液的pH，若pH＞9.5，則含有NaOH．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了硫代硫酸鈉晶體制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和制備過程分析應(yīng)用，主要是實(shí)驗(yàn)基本操作的應(yīng)用、二氧化硫的性質(zhì)的探究，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)原理的探究，題目難度中等．