Question

10．硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可用做分析试剂及鞣革还原剂．它易溶于水，不溶于醇，受热、遇酸易分解．工业上可用反应：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂═3Na₂S₂O₃+CO₂制得．实验室模拟该工业过程的装置如图所示．
回答下列问题：
（1）b中反应的离子方程式为SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O或HSO₃^-+H⁺═SO₂↑+H₂O，c中试剂为硫化钠和碳酸钠混合溶液．
（2）反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清．此浑浊物是S．
（3）d中的试剂为氢氧化钠溶液．
（4）实验中要控制SO₂生成速率，可以采取的措施有控制反应的温度或硫酸的滴加速度（写出两条）．
（5）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO₂不能过量，原因是若SO₂过量，溶液显酸性，产物分解．
（6）所得产品常含有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄．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、稀盐酸、蒸馏水中选择）
①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，则可确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄．
②为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，在实验过程中应注意的操作顺序是先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液．

Answer 1

分析 （1）第一个装置为二氧化硫的制取装置，制取二氧化硫的原料为亚硫酸钠和70%的浓硫酸，c装置为Na₂S₂O₃的生成装置，根据反应原理可知c中的试剂为：硫化钠和碳酸钠的混合溶液；d装置为尾气吸收装置，吸收二氧化硫和硫化氢等酸性气体；
（2）反应开始时发生的反应为：Na₂S+4SO₂+H₂O=2H₂S+Na₂SO₃，SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O，据此答题；
（3）d装置为尾气吸收装置，吸收二氧化硫和硫化氢等酸性气体，应选用氢氧化钠溶液；
（4）通过控制反应的温度或硫酸的滴加速度可以控制SO₂生成速率；
（5）硫代硫酸钠遇酸易分解，若通入的SO₂过量，则溶液显酸性，硫代硫酸钠会分解；
（6）①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；
②因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠，所以为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液．

解答 解：（1）第一个装置为二氧化硫的制取装置，制取二氧化硫的原料为亚硫酸钠和70%的浓硫酸，反应的离子方程式为：SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O，c装置为Na₂S₂O₃的生成装置，根据反应原理可知c中的试剂为：硫化钠和碳酸钠的混合溶液，
故答案为：SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O或HSO₃^-+H⁺═SO₂↑+H₂O；硫化钠和碳酸钠混合溶液；
（2）反应开始时发生的反应为：Na₂S+4SO₂+H₂O=2H₂S+Na₂SO₃，SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O，故该浑浊物是S，
故答案为：S；
（3）d装置为尾气吸收装置，吸收二氧化硫和硫化氢等酸性气体，应选用氢氧化钠溶液，
故答案为：氢氧化钠溶液；
（4）通过控制反应的温度或硫酸的滴加速度可以控制SO₂生成速率，
故答案为：控制反应的温度或硫酸的滴加速度；
（5）硫代硫酸钠遇酸易分解，若通入的SO₂过量，则溶液显酸性，硫代硫酸钠会分解，
故答案为：若SO₂过量，溶液显酸性，产物分解；
（6）①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；
②因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠，所以为减少装置C中生成Na₂SO₄的量，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液，
故答案为：先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液．

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，掌握基础如离子反应方程式、定性检验、除杂，注意积累是解题关键，题目难度中等．