Question

3．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）俗称保险粉，可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等．Na₂S₂O₃在中性、碱性溶液中较稳定，而在酸性溶液中能迅速反应．某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置如下图，制取方程式为：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂．
（1）本实验对Na₂S的纯度要求较高，利用图1所示的装置可将工业级的Na₂S提纯．已知Na₂S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精．提纯步骤为：
①将已称量好的工业Na₂S放入圆底烧瓶中，并加入一定质量的酒精和少量水；
②按图1所示装配所需仪器，向冷凝管的a处（填a或b）通入冷却水，同时水浴加热；
③待烧瓶中固体不再减少时，停止加热，将烧瓶取下；
④趁热过滤
⑤冷却结晶，过滤（填操作名称）
⑥将所得固体洗涤、干燥，得到Na₂S₂O₃•9H₂O晶体．
（2）用图2所示装置制取Na₂S₂O₃，其中NaOH溶液的作用是吸收SO₂等有害气体，防止污染空气装置C中制SO₂的方程式为：H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂+H₂O如将分液漏斗中的H₂SO₄改成浓盐酸，则三颈烧瓶内除Na₂S₂O₃生成外，还有可能出现浑浊，写出该反应的化学方程式：4HCl+2Na₂S+SO₂=4NaCl+3S↓+2H₂O
（3）用该方法获得的Na₂S₂O₃．H₂O晶体中常混有一定量的杂质．为验证产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整．（所需试剂从稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀HCl、蒸馏水中选择）取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，再过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）②根据采用逆流冷却的效果好判断进水口；
⑤热的滤液冷却结晶过滤得到晶体；
（2）制备过程中需要制备二氧化硫进行反应生成硫代硫酸钠，二氧化硫是污染性气体不能排放空气中，需要用氢氧化钠溶液吸收；装置C中用浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫；若换成盐酸除了反应生成硫代硫酸钠外还有氯化钠；
（3）根据：Na₂S₂O₃•5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄难溶于水，难溶于稀HCl；硝酸、硫酸、盐酸等性质比较可知．

解答 解：（1）②根据采用逆流冷却的效果好可知，则应向冷凝管的a处通入水，
故答案为：a； 
⑤热的滤液通过冷却、结晶、过滤得到晶体，
故答案为：冷却结晶，过滤；
（2）装置中氢氧化钠是吸收尾气的主要作用，因为原料气二氧化硫是污染性气体不能排放到空气中，以防止污染空气；装置C中用浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，反应的方程式为H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂+H₂O，换做盐酸进行反应产物中除了硫代硫酸盐外，在酸性条件下发生反应生成单质硫和氯化钠，反应的方程式为4HCl+2Na₂S+SO₂=4NaCl+3S↓+2H₂O，
故答案为：吸收SO₂等有害气体，防止污染空气；H₂SO₄+Na₂SO₃=Na₂SO₄+SO₂+H₂O；4HCl+2Na₂S+SO₂=4NaCl+3S↓+2H₂O；
（3）根据：Na₂S₂O₃•5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄难溶于水，难溶于稀HCl，以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知，取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可以确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，
故答案为：过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸．

点评 本题考查了物质制备实验方案的设计和制备过程分析应用，主要是实验基本操作的应用，掌握基础，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握物质的性质以及实验原理的探究，题目难度中等．