Question

14．工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na₂S₂O₃•5H₂O，實驗室可用如下裝置（略去部分加持儀器）模擬生成過程．（c裝置中盛裝Na₂S和Na₂SO₃）
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）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）               （III）
（1）儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液注，若液柱高度保持不變，則整個裝置氣密性良好．裝置D的作用是防止倒吸．裝置E中為NaOH溶液．
（2）為提高產(chǎn)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(zhì)的量之比為2：1．
（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d．
a．蒸餾水                     b．飽和Na₂SO₃溶液
c．飽和NaHCO₃溶液           d．飽和NaHSO₃溶液
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；已知反應（III）相對較慢，則燒瓶C中反應達到終點的現(xiàn)象是溶液變澄清（或混濁消失）．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(wǎng)的儀器含有ad．
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(jīng)蒸發(fā)濃縮即可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等雜質(zhì)．利用所給試劑設(shè)計實驗，檢測產(chǎn)品中是否存在Na₂SO₄，簡要說明實驗操作，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)．
已知Na₂S₂O₃•5H₂O遇酸易分解：S₂O₃^2-+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

分析 A裝置用于制取二氧化硫，裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，裝置B中液體不能和二氧化硫反應；C中Na₂S、Na₂SO₃混合發(fā)生反應Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）═Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）、2H₂S（aq）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（l）、S（s）+Na₂SO₃（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）生成Na₂S₂O₃，D裝置有緩沖作用，能防止E發(fā)生倒吸；E用于吸收尾氣；
（1）利用壓強差檢驗裝置氣密性；有緩沖作用的裝置能防止倒吸；二氧化硫、硫化氫都能污染空氣，不能直接排空，應該用堿液處理；
（2）根據(jù)題中所給3個反應可得出：2Na₂S～2H₂S～3S～3Na₂SO₃，根據(jù)關(guān)系式計算；
（3）裝置B的作用之一是觀察SO₂的生成速率，其中的液體不能和二氧化硫反應；
二氧化硫進入C裝置的速率與硫酸的流速成正比；
S難溶于水，可以根據(jù)溶液是否渾濁判斷燒瓶C中反應是否達到終點；
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(wǎng)的儀器含有燒杯和錐形瓶；
（4）Na₂S₂O₃和Na₂SO₃都能與酸反應生成S沉淀或SO₂，而Na₂SO₄與酸不反應，用鹽酸酸化的氯化鋇溶液檢驗硫酸根離子，如果產(chǎn)生白色沉淀就說明含有硫酸鈉．

解答 解：（1）利用裝置內(nèi)外氣壓差來檢驗裝置的氣密性，若液注高度保持不變，說明氣密性良好；D為安全瓶，有緩沖作用，能防止倒吸；裝置E用來吸收尾氣中SO₂和H₂S，二者均為酸性氣體，可選用NaOH溶液，
故答案為：液柱高度保持不變；防止倒吸；NaOH；
（2）根據(jù)題中所給3個反應可得出：2Na₂S～2H₂S～3S～3Na₂SO₃，若C中有2molNa₂S，其反應生成2molH₂S的同時生成2molNa₂SO₃，則C中只需要1molNa₂SO₃即可，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；
（3）a．SO₂易溶于水，不能用蒸餾水，故錯誤；
b．SO₂能與Na₂SO₃反應生成NaHSO₃，不能用飽和Na₂SO₃溶液，故錯誤；
c．SO₂能與NaHCO₃反應生成Na₂SO₃和CO₂，不能用飽和NaHSO₃溶液，故錯誤；
d．SO₂在飽和NaHSO₃溶液中溶解度較小，可以選用，故正確；
故選d；
為使SO₂緩慢進入燒瓶C，可通過控制滴加硫酸的速度達到實驗目的；反應III 中反應物為不溶于水的單質(zhì)硫，當燒瓶C中反應達到終點時，固體硫完全反應，則溶液變澄清（或渾濁消失）；蒸發(fā)皿和試管可以直接加熱，燒杯和錐形瓶加熱時需要使用石棉網(wǎng)，故選a、d；
故答案為：d；控制滴加硫酸的速度；溶液變澄清（或混濁消失）；ad；
（4）根據(jù)已知條件，Na₂S₂O₃和Na₂SO₃都能與酸反應生成S沉淀或SO₂，而Na₂SO₄與酸不反應，則檢測Na₂SO₄的操作為：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 本題考查實驗基本操作、實驗方案的設(shè)計與評價、物質(zhì)的檢驗等，側(cè)重考查學生實驗操作能力、評價能力及綜合知識運用能力，注意硫酸根離子檢驗時化學用語的正確運用，要體現(xiàn)“操作、現(xiàn)象、結(jié)論”方可得到滿分，很多同學往往漏掉結(jié)論而導致失分，題目難度不大．