题目内容
【题目】Na2S2O3·5H2O可作为高效脱氯剂,工业上用硫铁矿(FeS2)为原料制备该物质的流程如下。
已知:I.气体A可以使品红溶液褪色,与硫化氢(H2S)混合能获得单质硫。
II.pH约为11的条件下,单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐。
回答下列问题:
(1)沸腾炉中将粉碎的硫铁矿用空气吹动使之达到“沸腾”状态,其目的是_____________。
(2)吸收塔中的原料B可以选用____________(填字母序号)。
a.NaCl溶液 b.Na2CO3溶液 c.Na2SO4溶液
(3)某小组同学用下图装置模拟制备Na2S2O3的过程(加热装置已略去)。
①A中使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快,其原因是______________。装置B的作用是___________________。
②C中制备Na2S2O3发生的连续反应有:Na2S +H2O +SO2=Na2SO3 +H2S、____________和__________。
(4)工程师设计了从硫铁矿获得单质硫的工艺,将粉碎的硫铁矿用过量的稀盐酸浸取,得到单质硫和硫化氢气体,该反应的化学方程式为_________________。
【答案】
(1)使固体与气体充分接触,加快反应速率(2)b
(3)① 该反应的实质是H+与SO32-反应,70%的硫酸中含水较多,c(H+)和c(SO32-)都较大,生成SO2速率更快;防止倒吸
②2H2S+SO2=3S+2H2O(或2H2S+H2SO3=3S↓+3H2O)
Na2SO3+SNa2S2O3
(4)FeS2+2HCl=FeCl2+H2S↑+S↓
【解析】
试题分析:硫铁矿在沸腾炉中燃烧生成氧化铁与二氧化硫,气体A为二氧化硫,溶液D蒸发浓缩、冷却结晶得到硫代硫酸钠晶体,故D为Na2S2O3,单质单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐,则溶液C为Na2SO3,故原料B为可以为碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液。
(1)沸腾炉中将粉碎的硫铁矿用空气吹动使之达到“沸腾”状态,其目的是:使固体与气体充分接触,加快反应速率,故答案为:使固体与气体充分接触,加快反应速率;
(2)B吸收二氧化硫转化为亚硫酸钠,碳酸钠可以与二氧化硫反应生成亚硫酸钠与二氧化硫,而NaCl、硫酸钠不与二氧化硫反应,故选:b;
(3)A为制备二氧化硫,二氧化硫在C中与硫化钠溶液反应得到硫化氢,硫化氢与二氧化硫反应得到S单质,S单质与亚硫酸钠反应得到硫代硫酸钠,C中反应导致装置内压强减小,B装置作用是防止倒吸。
①该反应的实质是H+与SO32-反应,70%的硫酸中含水较多,c(H+)和c(SO32-)都较大,生成SO2速率更快;B装置作用是防止倒吸,故答案为:该反应的实质是H+与SO32-反应,70%的硫酸中含水较多,c(H+)和c(SO32-)都较大,生成SO2速率更快;B防止倒吸;
②C中制备Na2S2O3发生的连续反应有:Na2S+H2O+SO2═Na2SO3+H2S、2H2S+SO2═3S↓+2H2O 或 2H2S+H2SO3═3S↓+3H2O 和Na2SO3+SNa2S2O3,故答案为:2H2S+SO2═3S↓+2H2O 或 2H2S+H2SO3═3S↓+3H2O;Na2SO3+SNa2S2O3;
(4)由题目信息可知,FeS2与HCl反应生成H2S、S,同时还生成FeCl2,反应方程式为:FeS2+2HCl═FeCl2+H2S↑+S↓,故答案为:FeS2+2HCl═FeCl2+H2S↑+S↓。